Linux驱动开发-5、中断处理模型
中断处理模型
1、概念解析
a) I/O操作的不确定因素以及处理器和I/O设备之间速度不匹配，设备往往通过某种硬件信号异步唤起处理器的注意
b) 这些硬件信号就称为 中断，每个设备都被分配了一个相关的标示符，别称为中断请求号（IRQ）
c) 处理器检测到某一 IRQ 号对应的中断产生时，它将停止工作并启动IRQ所对应的中断服务程序
d) 共享中断：多个设备使用同一个中断源；注销区分用设备号dev_id和 服务函数区分，共享中断的多个设备在申请中断时都要使用SA_SHIRQ标志，而一个设备以SA_SHIRQ申请某中断成功的前提是之前申请该中断的所有设备也都以SA_SHIRQ标志申请
2、分配IRQ(中断)号
a) 现代设备可直接分配
b) TQ210的硬件中断号是从32开始的，0-31的中断号分配给软中断
c) 现代设备能够响应对IRQ的查询（系统启动过程中由BIOS分配）
d) 系统中活动的IRQ列表
i. /proc/interrupts 文件中由记录
3、中断结构体详解
a) struct irq_desc 中的主要成员
i. * @irq_data: per irq and chip data passed down to chip functions
ii. * @action: the irq action chain，/* IRQ action list */
1. struct irqaction {
irq_handler_t handler; /*用户注册的中断处理函数放在这里*/
unsigned long flags; /*中断模式*/
void *dev_id; /*设备号*/
struct irqaction *next; /*将共享中断连接成单向链表*/
int irq; /*中断号*/
irq_handler_t thread_fn;
struct task_struct *thread;
unsigned long thread_flags;
unsigned long thread_mask;
const char *name; /*中断设备名*/
struct proc_dir_entry *dir; /*pointer to the proc/irq/NN/name entry*/
}
具体联系图解：
图片来至国嵌教学
4、Linux 中断驱动设计函数解析
a) 头文件：<linux/interrupt.h>
b) 中断函数服务函数实现
i. static irqreturn_t xxx_interrupt(int irq,void *dev_id);
ii. 参数说明：
1.、irq：中断号a) 所在目录linux/arch/arm/mach-xxx/include/mach/irqs.h
2、dev_id：传递给中断处理函数的变量，无传参一般写为0
iii. 函数返回：
1. 0表示成功
2. -INCAL表示中断号无效或处理函数指针为 NULL
3. -EBUSY表示中断已经被占用且不能共享
c) 注册中断处理函数
i. int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
unsigned long flags, const char *devname, void *dev_id)
参数说明：
irq：中断号
在源码目录linux/arch/arm/mach-xxx/include/mach/irqs.h中有定义
hander：中断函数服务函数
flags：中断类型标志：中断触发方式----- <linux/interrupt.h>
devname：产生中断的设备名
d) 注销中断处理函数
i. void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)
1. irq:注册的中断号
2. dev_id:传递给中断处理函数的数据
5、使能与屏蔽中断函数解析
a) 屏蔽一个中断源
i. void disable_irq(int irq)：立即返回
ii. void disable_irq_nosync(int irq)：等待目前的中断处理完
iii. void enable_irq(int irq)：取消屏蔽
注：这三个函数作用于可编程中断控制器，对系统内的所有CPU都生效
b) 屏蔽CPU内所有中断
i. void local_irq_restore(unsigned long flags);
ii. void local_irq_enable(void)
注：local_开头的方法作用范围是本CPU内，也就是上面的中断与屏蔽，只有执行该local_xxx_xxx()函数的CPU才会有响应
6、编程套路
a) 编写中断服务函数
b) 请求（注册）中断号
c) 释放（注销）中断号
模板：
<.......> 头文件
static irqreturn_t xxx_interrupt(int irq,void *dev_id)
{
.....
}
static int xxx_init()
{
int ret = 0;
ret = request_irq(irq_num,xxx_interrupt,
xxxflag, “devname”, 0/....)
return ret;
}
static void xxx_exit()
{
free(irq,xxx_interrupt);
}
module_init(xxx_init);
module_exit(xxx_exit);
7、小结：
a) 对比之前的字符设备和混杂字符设备，LINUX模块编程的套路就是
i. 申请资源
ii. 注销资源
b) 一个明显的特点是彼此之间没有干扰，就像使用LINUX中断的流程和使用LINUX字符设备的流程都可以分割出来，没半毛钱关系。
8、下面就操起小刀测试
a) 开发板：tq210
b) 注意事项：
i. 测试该驱动时，应该查看中断号是否被使用了，如果被使用了，从新配置内核，把驱动选项中的输入设备中的按键支持去掉
ii. 命令：cat /proc/interrupts
按键中断驱动程序设计
/******************************************
author : hntea
date: 2016/3/14
function : key interrupt test
******************************************/
#include<linux/module.h>
#include<linux/init.h>
#include<linux/miscdevice.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/types.h>
#include<linux/io.h>
#include<linux/interrupt.h>
#define DEV_MINIR 11 /*自己随便取咯*/
#define DEV_NAME "key" /*自己随便取咯，该设备名会在 /dev目录下生成相应的设备文件*/
#define KEY_GPH0CON 0xE0200C00 /*key_1 /key_2 EXIT0/1*/
#define EXT_INT_0_CON 0xE0200E00 /*配置电平触发方式，在中断注册程序中已经解释*/
#define EXT_INT_0_MASK 0xE0200F00 /*外部中断掩码寄存器*/
#define VIC0INTENABLE 0xF2000010 /*中断使能寄存器*/
#define EXINT0ENABLE (1) /*打开中断0*/
#define EXINT1ENABLE (1<<1) /*打开中断1*/
/******************************************
函数名: key_hardinit
函数功能：硬件初始化
******************************************/
void key_hardinit(void)
{
unsigned int *key_ioconfig = 0;
unsigned int *irq_mask = 0;
unsigned int *irq_enable = 0;
unsigned int temdata = 0;
/*GPIO初始化 32位寄存器*/
key_ioconfig = ioremap(KEY_GPH0CON,4); /*按键1和2设置成外部中断*/
temdata = ioread32(key_ioconfig);
temdata &= (~0xff);
temdata |= 0xff;
iowrite32(temdata,key_ioconfig);
/*中断控制初始化，这个在中断注册时内核帮我们初始化了*/
}
/******************************************
函数名: key_interrupt
函数功能：中断服务函数入口
******************************************/
static irqreturn_t key_interrupt (int irq, void *dev_id)
{
printk("key interrupt .........\n");
printk(“i get dev_id is:%d”,(int)dev_id);
return 0;
}
/******************************************
函数名: key_open
函数功能：文件操作
******************************************/
int key_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
key_hardinit();
return 0;
}
/******************************************
函数名:
函数功能：文件操作
******************************************/
struct file_operations key_fop =
{
.open = key_open,
};
struct miscdevice key=
{
.minor = DEV_MINIR ,
.name = DEV_NAME,
.fops = &key_fop,
};
static int keyInit(void)
{
int ret = 0;
/*1、注册设备文件*/
ret = misc_register(&key);
/*2、注册中断号*/
ret = request_irq(IRQ_EINT0,key_interrupt,
IRQF_SHARED, "key", 1); /
printk("ret val is:%d\n",ret); //-16:中断号已经被申请；-22：中断号错误
if(ret < 0)
{
printk("EXINT0 request fail!\n");
}else{
printk("EXINT0 request sucess!\n");
}
return 0;
}
static void keyExit(void)
{
int ret = 0;
/*注销中断*/
free_irq(IRQ_EINT0, 1);
/*注销混杂设备*/
ret = misc_deregister(&key);
/*注销设备*/
}
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Hntea");
module_init(keyInit);
module_exit(keyExit);