中斷

 

/* *****************************************************************************
                1.申請和釋放中斷
   ***************************************************************************** */
//*----------------------------------------------------------------------------
//* \fn    request_irq()
//* \brief 該函數用來申請一個IRQ,其中irq是要申請的硬件中斷號，hander是向系統登記的中斷處理函數，
//*中斷髮生時系統調用這個函數，dev_id參數將被傳遞給它。irqflags是中斷處理的屬性，若設置爲
//* SA_INTERRUPT,則表示中斷處理程序爲快速處理程序，快速處理程序在調用時屏蔽所有中斷，慢速處理程
//*序不屏蔽；若設置爲SA_SHIRQ,則表示多個設備共享中斷，dev_id在中斷共享時會用到，一般設置爲這個設
//*備的設備結構體或者NULL.

//* \return value:
//*     0 : 表示成功
//*     -INVAL: 表示中斷號無效或者是處理函數指針爲NULL
//*     -EBUSY : 表示中斷已經被佔用且不能共享
//*----------------------------------------------------------------------------

int request_irq(unsigned int irq,void (*handler)(int irq,void *dev_id,struct pt_regs *regs),
                unsigned long irqflags,const char *devname,void *dev_id);
    //*----------------------------------------------------------------------------
//* \fn    free_irq()
//* \brief 該函數用來釋放一個IRQ,參數與request_irq()相同

//*----------------------------------------------------------------------------
void free_irq(unsigned int irq，void *dev_id);

/* *****************************************************************************
               2.使能和屏蔽中斷
   ***************************************************************************** */
//*----------------------------------------------------------------------------
//* \fn    disable_irq()，disable_irq_nosync(),enable_irq()
//* \brief 這三個函數用於屏蔽一箇中斷源，其中disable_irq_nosync()立即返回;
//* disable_irq()等待目前的中斷處理完成後返回.說明：這三個函數作用於可編程控制器，因此
//*對系統內的所有CPU都生效。

//*----------------------------------------------------------------------------
void disable_irq(int irq);
void disable_irq_nosync(int irq);
void enable_irq(int irq);
//*----------------------------------------------------------------------------
//* \fn    local_irq_save()，local_irq_disable()
//* \brief 這2個函數將屏蔽cpu內的所有中斷，其中local_irq_save()將目前的中斷狀態保存在
//* flags中.說明：flags被直接傳遞而不是通過指針傳遞;local_irq_disable()直接禁止中斷。
//*----------------------------------------------------------------------------
void local_irq_save(unsigned long flags);
void local_irq_disable(void);
//*----------------------------------------------------------------------------
//* \fn    local_irq_restore()，local_irq_restore()
//* \brief 這2個函數將上述倆函數（local_irq_save()，local_irq_disable()）禁止的中斷恢復
//*----------------------------------------------------------------------------
void local_irq_restore(unsigned long flags);
void local_irq_restore(void);

/* *****************************************************************************
               3.底半部機制
    Linux系統實現底半部機制主要有tasklet、工作隊列和軟中斷。
3.1 tasklet
     tasklet的使用比較簡單，我們只需要定義tasklet及其處理函數並將二者關聯，例如
void my_tasklet_func(unsigned long);//定義一個處理函數
DECLARE_TASKLET(my_tasklet,my_tasklet_func,data);//定義一個tasklet結構my_tasklet，與
my_tasklet_func(data)函數相關聯。
    在需要調度tasklet的時候引用一個task_schedule()函數就能使系統在適當的時候進行調度運行，如下所示：
task_schedule(&my_tasklet);
    使用tasklet作爲底半部處理中斷的設備驅動程序模板如下：
   ***************************************************************************** */
   /*定義tasklet和底半部函數並關聯*/
   void xxx_do_tasklet(unsigned long);
   DECLARE_TASKLET(xxx_tasklet,xxx_do_tasklet,0);
   /*中斷處理底半部*/
   void xxx_do_tasklet(unsigned long)
   {
        ...
   }
   /*中斷處理頂半部*/
   irqreturn_t xxx_interrupt(int irq，void *dev_id，struct pt_regs *regs）
{
    ...
    tasklet_schedule(&xxx_tasklet);
    ...
}
/*設備驅動加載模塊*/
void _init xxx_init(void)
{
    ...
    //申請中斷
    result = request_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,SA_INTERRUPT,"XXX",NULL);
    ...
}
/*設備驅動卸載模塊*/
void _exit xxx_exit(void)
{
    ...
    //釋放中斷
    free_irq(xxx_irq,NULL);
    ...
}
/* *****************************************************************************
3.2 工作隊列
     工作隊列與tasklet的使用非常類似，我們只需要定義工作隊列及其處理函數並將二者關聯，例如
struct work_struct my_wq;//定義一個工作隊列
void my_wq_func(unsigned long);//定義一個處理函數
INIT_WORK(&my_wq,(void(*)(void *))my_wq_func,NULL);//初始化工作隊列並將它與處理函數綁定。
    在需要調度tasklet的時候引用一個schedule_work()函數就能使系統在適當的時候進行調度運行，如下所示：
schedule_work(&my_wq);
    使用工作隊列作爲底半部處理中斷的設備驅動程序模板如下：
   ***************************************************************************** */
   /*定義工作隊列和底半部函數*/
   struct work_struct xxx_wq;
   void xxx_do_work(unsigned long);
  // DECLARE_TASKLET(xxx_tasklet,xxx_do_tasklet,0);
   /*中斷處理底半部*/
   void xxx_do_work(unsigned long)
   {
        ...
   }
   /*中斷處理頂半部*/
   irqreturn_t xxx_interrupt(int irq，void *dev_id，struct pt_regs *regs）
{
    ...
    schedule_work(&xxx_wq);
    ...
}
/*設備驅動加載模塊*/
void _init xxx_init(void)
{
    ...
    //申請中斷
    result = request_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,SA_INTERRUPT,"XXX",NULL);
    ...
    //初始化工作隊列
    INIT_WORK(&xxx_wq,void(*)(void *))xxx_do_work,NULL);
    ...
}
/*設備驅動卸載模塊*/
void _exit xxx_exit(void)
{
    ...
    //釋放中斷
    free_irq(xxx_irq,NULL);
    ...
}
/* *****************************************************************************
3.3 軟中斷
     軟中斷是用軟件方式模擬硬件中斷的概念，實現宏觀上的異步執行效果，tasklet也是基於軟中斷實現的
基於信號的異步通知也類似於中斷。硬中斷是外部設備對CPU的中斷，軟中斷是硬中斷服務程序對內核的中斷。而信號
是由內核給某個進程的中斷。
    linux內核中，用softirq_action結構體表徵一個軟中斷，這個結構體中包含軟中斷處理函數指針和傳遞給該函數的
參數。使用open_softirq()函數可以註冊軟中斷對應的處理函數，使用raise_action()函數可以出發一個軟中斷。
    軟中斷和tasklet仍然運行於中斷上下文，而工作隊列運行於進程上下文。因此，軟中斷和tasklet處理函數中不能睡眠，
而工作隊列處理函數中可以睡眠。
    local_bh_disable()和local_bh_enable()是內核中用於禁止和使能軟中斷和tasklet底半部機制的函數。
   ***************************************************************************** */