linux 按键中断程序设计,Linux按键驱动程序设计(4)-中断分层技术

1.中断嵌套

首先引入之前提到过的快速中断和慢速中断：

快/慢速中断的主要区别在于：快速中断保证中断处理的原子性(不被打断)，而慢速中断则不保证。换句话说，也就是“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；而调用慢速中断处理时，其它类型的中断仍可以得到服务。

假如说某个程序在执行快速中断，比如说串口程序，现在网卡收到了一个数据包，请求中断，但是这个时候是请求失败的。如果某个程序在执行慢速中断，与他同类型的程序也要求产生中断，这个时候也是不允许打断的。这种情况就会发生中断丢失，显然中断丢失我们是不希望看到的，怎么解决呢？采用中断分层技术来解决。

2、中断分层

中断分层技术，顾名思义就是把中断处理程序分层，一般分层上半部分和下本部分：

上半部：当中断发生时，它进行相应地硬件读写，并“登记”该中断。通常由中断处理程序充当上半部。

下半部：在系统空闲的时候对上半部“登记”的中断进行后续处理。

及上半部分对硬件进行操作，比如及时读取寄存器的信息，下半部分包含其他一些控制，比如可以延迟执行的操作等等。采用分层技术，可以大大的缩短中断服务函数的执行时间，可以避免中断丢失，同时又可以对相应的硬件进行及时的操作。

中断分层技术有3种实现方式：

1、软中断

2、tasklet

3、工作队列

这里使用最多的技术是工作队列技术。

3.工作队列

工作队列是一种将任务推后执行的形式，他把推后的任务交由一个内核线程去执行。这样下半部会在进程上下文执行，它允许重新调度甚至睡眠。 每个被推后的任务叫做“工作”，由这些工作组成的队列称为工作队列。

在CPU中都会存在一个工作队列，队列上的节点保存工作的相关信息。

Linux内核使用struct workqueue_struct 来描述一个工作队列：

struct workqueue_struct {

struct cpu_workqueue_struct *cpu_wq;

struct list_head list;

const char *name;

int singlethread;

int freezeable;/* Freeze threads during suspend */

int rt;

};

工作队列中存在一个个工作项，Linux内核使用struct work_struct来描述一个工作项：

struct work_struct {

atomic_long_t data;

struct list_head entry;

work_func_t func;

};

在工作项里面需要完成的任务就是有func这个任务来指定的。

4.用工作队列实现按键中断

在前面按键中断的代码中加入工作队列技术，需要采用如下的步骤：

1、创建工作队列：create_workqueue

2、创建工作：INIT_WORK

3、提交工作：queue_work

#include #include struct workqueue_struct *my_wq;

struct work_struct *work1;

struct work_struct *work2;

void work1_func(struct work_struct *work)

{

printk("this is work1->\n");

}

void work2_func(struct work_struct *work)

{

printk("this is work2->\n");

}

int init_que(void)

{

// 创建工作队列

my_wq = create_workqueue("my_wq");

// 创建工作1

work1 = kmalloc(sizeof(struct work_struct), GFP_KERNEL);

INIT_WORK(work1, work1_func);

// 挂载(提交)工作1

queue_work(my_wq, work1);

// 创建工作2

work2 = kmalloc(sizeof(struct work_struct), GFP_KERNEL);

INIT_WORK(work2, work2_func);

// 挂载(提交)工作2

queue_work(my_wq, work2);

return 0;

}

void clean_que()

{

}

MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(init_que);

module_exit(clean_que);

在大多数情况下, 驱动并不需要自己建立工作队列，只需定义工作, 然后将工作提交到内核已经定义好的工作队列keventd_wq中。

提交工作到默认队列：schedule_work

因此，在内核代码中，只需要创建工作，和提交工作即可：

struct work_struct *key_work;

void key_work_func(struct work_struct *work)

{

printk("key down!\n");;

}

/*创建key_work*/

key_work = kmalloc(sizeof(struct work_struct), GFP_KERNEL);

INIT_WORK(key_work, key_work_func);

// 提交到下半部分

schedule_work(key_work);

因此按键的驱动代码就是下面这样了！一般来讲在设计中断操作时都会使用工作队列

key.c

#include #include #include #include #include #include #define GPGCON 0x56000060

struct work_struct *key_work;

void key_work_func(struct work_struct *work)

{

printk("key dowm!\n");

}

irqreturn_t key_int(int irq, void *dev_id)

{

// 1.检测是否发生了按键中断

// 2.清除已经发生的按键中断

// 3.提交下半部分

schedule_work(key_work);

return 0;

}

// 按键的初始化函数

void key_hw_init()

{

unsigned int *gpio_config;

unsigned int data;

gpio_config = ioremap(GPGCON, 4);

data = readl(gpio_config);

data &= ~0b11;

data |= 0b10;

writel(data, gpio_config);

}

int key_open(struct inode *node, struct file *filp)

{

return 0;

}

const struct file_operations key_fops =

{

.open = key_open,

};

// 初始化miscdevice

struct miscdevice key_miscdev =

{

.minor = 200,

.name = "mykey",

.fops = &key_fops,

};

static int button_init()

{

// 注册miscdevice

misc_register(&key_miscdev);

// 注册中断处理程序

request_irq(IRQ_EINT8, key_int, IRQF_TRIGGER_FALLING, "mykey", 0);

// 按键初始化

key_hw_init();

// 创建工作1

key_work = kmalloc(sizeof(struct work_struct), GFP_KERNEL);

INIT_WORK(key_work, key_work_func);

return 0;

}

static void button_exit()

{

// 注销miscdevice

misc_deregister(&key_miscdev);

// 注销中断处理程序

free_irq(IRQ_EINT8, 0);

}

MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(button_init);

module_exit(button_exit);