中断处理

中断的概念：用于CPU与外设之间信息交互的机制。

为什么需要中断？

1、外设的处理速度一般慢于CPU;

2、CPU不能一直等待外部事件

所以设备必须有一种方法来通知CPU它的工作进度，这种方法就是中断。

 

中断的实现：

1、向内核注册中断；

2、实现中断处理函数。

 

中断注册：

request_irq用于实现中断的注册功能 ：

int request_irq(unsigned int irq,  //中断号

void (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),   //中断处理程序

unsigned long flags,   //中断处理标志，与中断管理有关的各种选项

const char *devname,   //设备名

void *dev_id)          //共享中断时使用

返回0表示成功，或者返回一个错误码。

 

flags:

可以选择一些与中断管理有关的选项：

IRQF_DISABLE(SA_INTERRUPT)

如果设置该位，表示是一个“快速”中断处理程序；

快速：保证中断处理的原子性（不被打断）。“开启中断”标志位（处理器IF）在运行快速中断处理程序时是关闭的，因此在服务该中断时，不会被其他类型的中断打断。不允许中断嵌套。

慢速：不保证中断处理的原子性。默认情况下，都是慢速中断。

IRQF_SHARED(SA_SHIRQ)

表明中断可以在设备间共享。

共享中断：将不同的设备挂到同一个中断信号线上。Linux对共享的支持主要是为PCI设备服务。

1、申请共享中断时，必须在flags参数中指定IRQF_SHARED位。

2、dev_id参数必须是唯一的。

why?在释放中断时候，会要求输入dev_id。如何做到唯一?

3、共享中断的处理程序中，不能使用disable_irq(unsigned int irq);

作用：关闭中断号irq所对应的中断。如果使用了这个函数，共享中断信号线的其它设备将同样无法使用中断，也就无法正常工作了。

IRQ_TYPE_EDGE_FALLING:下降沿中断

IRQ_TYPE_EDGE_RISING:上升沿中断

IRQ_TYPE_EDGE_BOTH: 两者都中断

 

释放中断：

当设备不再需要使用中断时（通常在驱动卸载时），应当把他们返还给系统：

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

 

中断处理程序：

中断处理程序就是普通的C代码。特别之处在于中断处理程序时在中断上下文中运行的，行为会受到某些限制：

1、不能向用户空间发送或接受数据

用户空间和进程对应,中断处理程序是属于中断上下文的，不对应任何进程。

2、不能使用可能引起阻塞的函数

阻塞函数是用于阻塞线程和进程的，所以不能使用

3、不能使用可能引起调度的函数

没有进程，无法调度

 

实现流程：

void short_sh_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs);

/*判断是否是本设备产生了中断（为什么要做这样的检测？）*/

/*因为共享中断的原因，内核收到中断以后，会去把中断线上的所有中断处理程序调用一遍，所以在处理的时候要做检查*/

value = inb(short_base); //short_base中断标志寄存器

if(!(value & 0x80)) return;

 

/*清除中断标志位（如果设备支持自动清除，则不需要这步）*/

outb(value & 0x7f, short_base);

 

/*中断处理，通常是数据接收等等。。*/

...

 

/*唤醒等待数据的进程（等待数据的时候发生的阻塞）*/

wake_up_interruptible(&short_queue);