linux驱动入门——按键中断（基于s3c2440v3）

之前了解了一下linux的模块编程，也对简单字符设备驱动框架有了一定了解，前两天看了韦东山老师有关按键中断的视频，自己又查阅了一些资料之后总结出以下知识点，希望能对同样是初学linux驱动的朋友们有一些参考价值。

一、简单使用

从使用的角度分析，使用linux内核的api来进行最简单的中断注册和中断注销。
中断注册：
int request_irq(unsigned int irq,irq_handler_t handler,unsigned long irqflags,const char* devname,void *dev_id);
irq:要申请的中断号，要根据硬件原理图来确定
handler:表示要注册的中断处理函数，内核发生时会自动进行调用
irqflags:表示中断处理的属性。
devname:表示设备的名称，该名称会在/proc/interrupts中显示。interrupts记录了设备和中断号对应的关系。
dev_id:这个参数是为共享中断而设置的。
request_irq()函数成功返回0，错误时返回-EINVAL或者-ENOMEM。
中断释放：
void free_irq(unsigned int irq,void *dev_id)
irq:释放申请的中断号
dev_id:为共享中断线而设立的
在使用中断时，比较重要的步骤是编写自己的中断处理函数，这要根据具体的功能来定。
它的原型是irq_handler_t handler (int irq, void *dev_id)。

二、中断处理体系结构分析

linux内核将所有的中断统一编号，使用一个irq_desc的结构数组来描述中断，数组的下标与中断号相对应，即若你的开发板有32根中断线，那么就有32个irq_desc结构体与之对应，你可能问那共享中断线的外设怎么办？先看看下面的分析。
1.irq_desc结构体

struct irq_desc{
	irq_flow_handler_t handle_irq;//当前中断的处理函数入口
	struct irq_chip *chip;			//底层的硬件访问
	...
	struct irqaction *action		//用户提供的中断处理函数链表
	unsigned int status;		//	IRQ状态
	...
	const char *name;		//中断名称
}

在irq_chip *chip中封装了许多对硬件的操作，比如设置寄存器来屏蔽中断、使能中断、清除中断等。
struct irqaction *action这个结构体是根据我们在调用request_irq()时，根据传入的参数进行创建的。

struct irqaction{
	irq_handler_t handler;//用户注册的中断处理函数
	unsigned long flags;//中断标志
	cpumask_t mask;//用于SMP
	const char *name;//用户注册的中断名称
	void *dev_id;//用户传给本结构体中handler的参数，还可以用来区分共享中断
	struct irqaction *next;
	int irq;//中断号
	struct proc_dir_entry *dir;
};

可以看到我们在调用request_irq()注册中断时传入的参数都在这个结构体中。
这个结构体中的handler 和上面结构体里的handler_irq是不同的，
当发生中断时，内核根据中断号找到对应的irq_desc数组，然后调用irq_desc数组中的handler_irq函数进行一些操作（包括调用cpu中的函数进行硬件的操作），之后找到对应action链表中的handler函数，这才会进入我们自己编写的中断服务程序。

我这里截取了韦东山老师书上的一张图来说明这几个结构体的关系。

可以看到irq_desc[]数组中的每一项对应一个中断线，每个irq_desc结构体中的chip指向一些对底层硬件的操作，每个irq_desc中的action对应的一个用户自己注册的中断处理函数，而多个action可以连接成一个链表。当一个irq_desc中有多个action结构体时可以理解为该中断为共享中断，这就是共享中断的处理方式——一个irq_desc对应多个action结构，这些action结构之间则是通过你在注册中断时传入的dev_id来进行区分的。
韦老师书中总结了中断处理流程：
（1）发生中断时，CPU执行异常向量vector_irq代码
（2）在vetcot_irq中，最终会调用中断处理的总入口函数asm_do_IRQ
（3）asm_do_IRQ根据中断号调用irq_desc数组项中的handle_irq
（4）handle_irq会使用chip成员中的函数来设置硬件，比如清除中断、禁止中断、重新使能中断等
（5）handle_irq逐个调用用户在action链表中注册的处理函数

根据我自己的理解，irq_desc结构体中的一些成员，在系统初始化时就已经被设置好了比如
irq_flow_handler_t handle_irq;//当前中断的处理函数入口
struct irq_chip *chip; //底层的硬件访问
unsigned int status; // IRQ状态
这三个成员。
就拿chip来说，这是一个跟具体硬件有关的结构体，软件操作必须能和具体的硬件配套，所以在初始化时就已经用相关硬件操作初始化过chip了，等中断到来时直接调用即可。

虽然自己也查阅了一些书，但毕竟没有深入阅读并理解2.6的内核源码，对驱动中的中断也只能理解到这里，如果有不对的地方，希望大家指出来。