與Linux設(shè)備驅(qū)動中中斷處理相關(guān)的首先是申請與釋放IRQ的API： request_irq()和free_irq()。
request_irq()的原型為：
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); |
irq是要申請的硬件中斷號；
handler是向系統(tǒng)登記的中斷處理函數(shù)，是一個回調(diào)函數(shù)，中斷發(fā)生時，系統(tǒng)調(diào)用這個函數(shù)，dev_id參數(shù)將被傳遞；
irqflags是中斷處理的屬性，若設(shè)置SA_INTERRUPT，標明中斷處理程序是快速處理程序，快速處理程序被調(diào)用時屏蔽所有中斷，慢速處理程序不屏蔽；若設(shè)置SA_SHIRQ，則多個設(shè)備共享中斷，dev_id在中斷共享時會用到，一般設(shè)置為這個設(shè)備的device結(jié)構(gòu)本身或者NULL。
free_irq()的原型為：
void free_irq(unsigned int irq,void *dev_id);
另外，與Linux中斷息息相關(guān)的一個重要概念是Linux中斷分為兩個半部：上半部（tophalf）和下半部(bottom half)。上半部的功能是"登記中斷"，當一個中斷發(fā)生時，它進行相應(yīng)地硬件讀寫后就把中斷例程的下半部掛到該設(shè)備的下半部執(zhí)行隊列中去。因此，上半部執(zhí)行的速度就會很快，可以服務(wù)更多的中斷請求。但是，僅有"登記中斷"是遠遠不夠的，因為中斷的事件可能很復(fù)雜。因此，Linux引入了一個下半部，來完成中斷事件的絕大多數(shù)使命。下半部和上半部最大的不同是下半部是可中斷的，而上半部是不可中斷的，下半部幾乎做了中斷處理程序所有的事情，而且可以被新的中斷打斷！下半部則相對來說并不是非常緊急的，通常還是比較耗時的，因此由系統(tǒng)自行安排運行時機，不在中斷服務(wù)上下文中執(zhí)行。
Linux實現(xiàn)下半部的機制主要有tasklet和工作隊列。
tasklet基于Linux softirq，其使用相當簡單，我們只需要定義tasklet及其處理函數(shù)并將二者關(guān)聯(lián)：
void my_tasklet_func(unsigned long); //定義一個處理函數(shù)：
DECLARE_TASKLET(my_tasklet,my_tasklet_func,data); //定義一個tasklet結(jié)構(gòu)my_tasklet，與my_tasklet_func(data)函數(shù)相關(guān)聯(lián)
然后，在需要調(diào)度tasklet的時候引用一個簡單的API就能使系統(tǒng)在適當?shù)臅r候進行調(diào)度運行：
tasklet_schedule(&my_tasklet);
此外，Linux還提供了另外一些其它的控制tasklet調(diào)度與運行的API：
| DECLARE_TASKLET_DISABLED(name,function,data); //與DECLARE_TASKLET類似，但等待tasklet被使能 tasklet_enable(struct tasklet_struct *); //使能tasklet tasklet_disble(struct tasklet_struct *); //禁用tasklet tasklet_init(struct tasklet_struct *,void (*func)(unsigned long),unsigned long); //類似DECLARE_TASKLET() tasklet_kill(struct tasklet_struct *); // 清除指定tasklet的可調(diào)度位，即不允許調(diào)度該tasklet |
我們先來看一個tasklet的運行實例，這個實例沒有任何實際意義，僅僅為了演示。它的功能是：在globalvar被寫入一次后，就調(diào)度一個tasklet，函數(shù)中輸出"tasklet is executing"：
| #include <linux/interrupt.h> … //定義與綁定tasklet函數(shù) void test_tasklet_action(unsigned long t); DECLARE_TASKLET(test_tasklet, test_tasklet_action, 0); void test_tasklet_action(unsigned long t) { printk("tasklet is executing\n"); } … ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len, loff_t *off) { … if (copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int))) { return - EFAULT; } //調(diào)度tasklet執(zhí)行 tasklet_schedule(&test_tasklet); return sizeof(int); } |
由于中斷與真實的硬件息息相關(guān)，脫離硬件而空談中斷是毫無意義的，我們還是來舉一個簡單的例子。這個例子來源于SAMSUNG S3C2410嵌入式系統(tǒng)實例，看看其中實時鐘的驅(qū)動中與中斷相關(guān)的部分：
static struct fasync_struct *rtc_async_queue;
static int __init rtc_init(void)
{
misc_register(&rtc_dev);
create_proc_read_entry("driver/rtc", 0, 0, rtc_read_proc, NULL);
#if RTC_IRQ
if (rtc_has_irq == 0)
goto no_irq2;
init_timer(&rtc_irq_timer);
rtc_irq_timer.function = rtc_dropped_irq;
spin_lock_irq(&rtc_lock);
/* Initialize periodic freq. to CMOS reset default, which is 1024Hz */
CMOS_WRITE(((CMOS_READ(RTC_FREQ_SELECT) &0xF0) | 0x06), RTC_FREQ_SELECT);
spin_unlock_irq(&rtc_lock);
rtc_freq = 1024;
no_irq2:
#endif
printk(KERN_INFO "Real Time Clock Driver v" RTC_VERSION "\n");
return 0;
}
static void __exit rtc_exit(void)
{
remove_proc_entry("driver/rtc", NULL);
misc_deregister(&rtc_dev);
release_region(RTC_PORT(0), RTC_IO_EXTENT);
if (rtc_has_irq)
free_irq(RTC_IRQ, NULL);
}
static void rtc_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
/*
* Can be an alarm interrupt, update complete interrupt,
* or a periodic interrupt. We store the status in the
* low byte and the number of interrupts received since
* the last read in the remainder of rtc_irq_data.
*/
spin_lock(&rtc_lock);
rtc_irq_data += 0x100;
rtc_irq_data &= ~0xff;
rtc_irq_data |= (CMOS_READ(RTC_INTR_FLAGS) &0xF0);
if (rtc_status &RTC_TIMER_ON)
mod_timer(&rtc_irq_timer, jiffies + HZ / rtc_freq + 2 * HZ / 100);
spin_unlock(&rtc_lock);
/* Now do the rest of the actions */
wake_up_interruptible(&rtc_wait);
kill_fasync(&rtc_async_queue, SIGIO, POLL_IN);
}
static int rtc_fasync (int fd, struct file *filp, int on)
{
return fasync_helper (fd, filp, on, &rtc_async_queue);
}
static void rtc_dropped_irq(unsigned long data)
{
unsigned long freq;
spin_lock_irq(&rtc_lock);
/* Just in case someone disabled the timer from behind our back... */
if (rtc_status &RTC_TIMER_ON)
mod_timer(&rtc_irq_timer, jiffies + HZ / rtc_freq + 2 * HZ / 100);
rtc_irq_data += ((rtc_freq / HZ) << 8);
rtc_irq_data &= ~0xff;
rtc_irq_data |= (CMOS_READ(RTC_INTR_FLAGS) &0xF0); /* restart */
freq = rtc_freq;
spin_unlock_irq(&rtc_lock);
printk(KERN_WARNING "rtc: lost some interrupts at %ldHz.\n", freq);
/* Now we have new data */
wake_up_interruptible(&rtc_wait);
kill_fasync(&rtc_async_queue, SIGIO, POLL_IN);
} |
RTC中斷發(fā)生后，激發(fā)了一個異步信號，因此本驅(qū)動程序提供了對第6節(jié)異步信號的支持。并不是每個中斷都需要一個下半部，如果本身要處理的事情并不復(fù)雜，可能只有一個上半部，本例中的RTC驅(qū)動就是如此。
