中断处理程序与中断服务例程

时间：2021-01-10 19:37:09

1. 什么是中断

简单来说中断就是硬件设备与处理器的一种交流方式，比如当我按下一个键时，只有当处理器知道我按下了这个键并且做出相应的处理时，按键这个操作才是有效的。我们知道处理器的速度远远高于外围设备的速度，处理器与外设选择合适的交流方式就格外重要。轮询是一种方式，这种方式是内核周期性地对设备状态进行查询并作出相应的的动作，但这种方式会让内核做大量的无用功，这显然是不明智的。更好的方式是让外设在其需要的时候向内核发送信号，这就是中断机制。

2.中断处理程序

当一个中断发生时，内核应该有相应的处理方法，这个方法就是中断处理程序，一个中断处理程序对应一个中断号。中断处理程序是管理硬件的驱动程序的一部分，如果设备需要中断，相应的设备驱动程序就需注册中断处理程序。注册方式：使用request_irq()函数

 
 
    

  1. int
    2. 
  
  
  2. request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),unsigned long irqflags, const char * devname, void *dev_id)
    3.

函数参数： 
irq：表示要分配的中断号 
handler：函数指针，指向中断的实际中断处理函数 
irqflags：中断处理程序的标志，举例来说： IRQF_DISABLED被设置后内核在处理中断处理程序本身期间要禁止所有的其他中断。 
devname：与中断相关的设备的ASCII文本表示 
dev_id:用于共享中断线，当一个中断处理程序需要释放时，dev_id提供唯一的标志信息。

3.中断服务例程

一条中断线对应一个中断一个中断处理程序，而多个设备可能共享一条中断线，那么如何让中断处理程序为不同的设备提供不同的处理方法。这就引出了中断服务例程。一个中断处理程序对应若干个中断服务例程。

中断处理程序就相当于某个中断向量的总的处理程序，比如IRQ0x09_interrupt()是中断号为9的总处理程序，假如这个9号中断由5个设备共享，那么这5个设备都分别有其对应的中断服务例程。也就是说当有多个设备需要共享某个中断线时，中断处理程序必须要调用ISR，此时会调用handle_IRQ_event()

4.request_irq函数分析

 
 
    

  1. int
    2. 
  
  
  2. request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),
    3. 
  
  
  3.  unsigned long irqflags, const char * devname, void *dev_id)
    4. 
  
  
  4. {
    5. 
  
  
  5.  int retval;
    6. 
  
  
  6.  struct irqaction * action;
    7. 
  
  
  7.  if (irq >= ACTUAL_NR_IRQS) //中断号是否超过最大值
    8. 
  
  
  8.  return -EINVAL;
    9. 
  
  
  9.  if (!handler) //函数指针是否为空
    10. 
  
  
  10.  return -EINVAL;
    11. 
  
  
  11. #if 1
    12. 
  
  
  12.  /*
    13. 
  
  
  13.  * Sanity-check: shared interrupts should REALLY pass in
    14. 
  
  
  14.  * a real dev-ID, otherwise we'll have trouble later trying
    15. 
  
  
  15.  * to figure out which interrupt is which (messes up the
    16. 
  
  
  16.  * interrupt freeing logic etc).
    17. 
  
  
  17.  */
    18. 
  
  
  18.  if ((irqflags & SA_SHIRQ) && !dev_id) { //若中断共享但dev_id为NULL则出错
    19. 
  
  
  19.  printk(KERN_ERR
    20. 
  
  
  20.  "Bad boy: %s (at %p) called us without a dev_id!\n",
    21. 
  
  
  21.  devname, __builtin_return_address(0));
    22. 
  
  
  22.  }
    23. 
  
  
  23. #endif
    24. 
  
  
  24.  action = (struct irqaction *)
    25. 
  
  
  25.  kmalloc(sizeof(struct irqaction), GFP_KERNEL); //创建irqaction结构体
    26. 
  
  
  26.  if (!action)
    27. 
  
  
  27.  return -ENOMEM;
    28. 
  
  
  28.  action->handler = handler; //将函数参数传给结构体
    29. 
  
  
  29.  action->flags = irqflags;
    30. 
  
  
  30.  cpus_clear(action->mask);
    31. 
  
  
  31.  action->name = devname;
    32. 
  
  
  32.  action->next = NULL;
    33. 
  
  
  33.  action->dev_id = dev_id;
    34. 
  
  
  34. #ifdef CONFIG_SMP
    35. 
  
  
  35.  select_smp_affinity(irq);
    36. 
  
  
  36. #endif
    37. 
  
  
  37.  retval = setup_irq(irq, action); //注册中断irqaction结构体
    38. 
  
  
  38.  if (retval)
    39. 
  
  
  39.  kfree(action);
    40. 
  
  
  40.  return retval;
    41. 
  
  
  41. }
    42. 
 
 
 
 
    

  1. struct irqaction {
    2. 
  
  
  2.  irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *);//具体的中断服务例程
    3. 
  
  
  3.  unsigned long flags;//一组中断标志
    4. 
  
  
  4.  cpumask_t mask;
    5. 
  
  
  5.  const char *name;//中断设备名称
    6. 
  
  
  6.  void *dev_id;指定设备的主设备号和次设备号
    7. 
  
  
  7.  struct irqaction *next;//指向共享中断线的下一个 irqaction结构体
    8. 
  
  
  8.  int irq;//申请的中断号
    9. 
  
  
  9.  struct proc_dir_entry *dir;
    10. 
  
  
  10. };
    11.
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