1、linux系统中的中断处理
1.0裸板中中断异常是如何处理的？
以s5p6818+按键为例
1）按键中断的触发
中断源级配置
管脚功能
中断使能
中断触发方式
（如果中断源是uart/i2c 只需要配置中断使能）
中断级级设置
中断优先级设置
中断使能
ARMcore级设置
cpsr.I=0
2) 中断异常触发 硬件自动做4件事
备份CPSR
修改CPSR
保存返回地址到LR
PC=VECTOR_BASE + 0x18
#include "../../global.h" #include <linux/interrupt.h> #include <mach/platform.h> #include <linux/delay.h> typedef struct btn_desc { int irq;//中断号 char *name;//名称 }btn_desc_t; btn_desc_t buttons[]= { {IRQ_GPIO_A_START+28, "up"}, {IRQ_GPIO_B_START+30, "down"}, {IRQ_GPIO_B_START+31, "left"}, {IRQ_GPIO_B_START+9, "right"}, }; /*1 定义变量*/ struct tasklet_struct btn_tasklet; irqreturn_t btn_isr(int irq, void *dev) { btn_desc_t *pdata = dev; printk("<1>" "enter %s: do emergent things ... ",__func__); printk("<1>" "%s key is pressed! ", pdata->name); /*登记底半部*/ printk("<1>" "register bottom half "); tasklet_schedule(&btn_tasklet); printk("<1>" "exit from top half "); return IRQ_HANDLED; } int mydata = 0x100; void btn_tasklet_func(unsigned long data) { int *pdata = (int *)data; printk("<1>" "enter %s: do no emergent things ... ",__func__); printk("<1>" "mydata=%#x ", *pdata); (*pdata)++; } int __init btn_drv_init(void) { int ret = 0; int i =0; for(; i<ARRAY_SIZE(buttons); i++) { ret = request_irq(buttons[i].irq, btn_isr, IRQF_TRIGGER_FALLING, buttons[i].name, &(buttons[i])); if(ret) { printk("<1>" "request_irq failed! "); while(i) { i--; free_irq(buttons[i].irq, buttons+i); } return ret; } } /*2 初始化变量*/ tasklet_init(&btn_tasklet, btn_tasklet_func, (unsigned long)(&mydata)); return 0; } void __exit btn_drv_exit(void) { int i = 0; for(i=0; i<ARRAY_SIZE(buttons); i++) { free_irq(buttons[i].irq, buttons+i); } } module_init(btn_drv_init); module_exit(btn_drv_exit);
3) 软件处理异常
异常向量表
0x18: 跳转指令 ldr pc, =irq_handler
irq_handler:
保护现场//压栈寄存器
bl c_irq_handler
恢复现场
c_irq_handler:
判断哪个硬件中断源触发的中断
调用对应硬件处理函数hardware_isr
清空中断源、中断控制器中对应的pending
hardware_isr:
执行相应的硬件操作
1.1 linux中断异常处理
linux中断异常处理过程和裸板中是一致的
但是linux内核中将大部分的处理代码已经实现完毕了
实际驱动编程过程中只需要实现
1）中断触发方式的配置
2）hardware_isr
内核中实现的这部分代码 被称作linux中断子系统
百度搜： linux中断子系统 arm
1.3 linux系统中提供的关于中断处理的API
//中断注册
int __must_check
request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags,
const char *name, void *dev)
irq, 中断号
s5p6818中所有中断源的编号s5p6818_irq.h//BSP
handler, 对应硬件处理函数
handler的类型为
irqreturn_t (*)(int, void *)
flags, 中断触发方式的配置 常用的取值
IRQF_TRIGGER_RISING
IRQF_TRIGGER_FALLING
IRQF_TRIGGER_HIGH
IRQF_TRIGGER_LOW
name, 名称
dev, 内核调用handler时传递给handler第二个参数值
返回值，0 注册成功
非0 注册失败
作用：和内核约定
1）irq号中断源硬件什么情况下触发中断
2）irq号中断产生了调用内核handler函数
3）当内核调用handler函数时传递的第二个参数值
//中断注销
void free_irq(unsigned int irq, void *dev)
irq, 中断号
dev, 特别注意 和注册时request_irq(irq, ...,dev)
给定的最后一个参数保持一致
否则注销失败
作用：
取消和内核的约定
实验时将内核中自带的按键驱动程序裁剪掉
cd /home/tarena/driver/kernel
make menuconfig
Device Drivers --->
Input device support --->
[*] Keyboards --->
< > SLsiAP push Keypad support
make uImage
让开发板使用新内核
cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot
...
insmod btn_drv.ko
cat /proc/interrupts
中断号 中断产生次数 中断来源 name
134: 0 GPIO up
尝试按几次按键
cat /proc/interrupts
rmmod btn_drv
cat /proc/interrupts
4按键按下触发中断，打印不同的信息出来
up
down
left
right
注意：xxx_init，只要返回0 就意味着模块安装成功
非0 模块安装失败
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判断一个函数是否具有可重入性的标准：
就是看该函数是否使用了全局变量
如果全局变量，那么它就是不可重入的
中断处理函数的特点：
1）最最重要的特点就是执行速度要非常快(裸板/linux/vxworks ...)
2) linux系统中，中断处理函数工作于中断上下文
其中不能调用引起阻塞或者睡眠的函数，（中断因为不能参与进程调度，睡眠之后就无法得到再次调用）
3) 当执行中断处理函数时使用了独立的栈空间
该栈一般很小 通常为一个物理内存页（4KB）
在中断处理函数中不能静态分配大数组
linux系统中要求中断处理执行非常快
但是往往有些硬件中断处理起来就是耗时
针对这种情况，
linux内核人为的将整个中断过程分为两个半部：
顶半部：top half
做那些最为紧急的工作
往往就是一些特殊功能寄存器的读写操作
中断退出之前，要向内核登记底半部
底半部: bottom half
不紧急且耗时的工作放在底半部中完成
2、内核中登记底半部的方式
中断处理程序包括上半部硬件中断处理程序，下半部处理机制，包括软中断、tasklet、workqueue、中断线程化。
2.1 软中断机制
通过软中机制登记底半部得去修改内核源码
不能以模块的形式完成底半部的登记
使用起来不灵活
硬件驱动编程时很少使用
2.2 tasklet
如何使用tasklet登记半部?
核心数据结构
struct tasklet_struct
{
//记录底半部函数的地址
void (*func)(unsigned long);
//当内核调用func时传递给func的参数值
unsigned long data;
...
}
1）定义tasklet变量
struct tasklet_struct btn_tasklet;
2) 初始化tasklet变量
void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,
void (*func)(unsigned long), unsigned long data)
3）使用tasklet变量完成底半部的登记
void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)
#include "../../global.h" #include <linux/interrupt.h> #include <mach/platform.h> #include <linux/delay.h> typedef struct btn_desc { int irq;//中断号 char *name;//名称 }btn_desc_t; btn_desc_t buttons[]= { {IRQ_GPIO_A_START+28, "up"}, {IRQ_GPIO_B_START+30, "down"}, {IRQ_GPIO_B_START+31, "left"}, {IRQ_GPIO_B_START+9, "right"}, }; /*1 定义变量*/ struct tasklet_struct btn_tasklet; irqreturn_t btn_isr(int irq, void *dev) { btn_desc_t *pdata = dev;
//printk("<1>" "enter %s: do emergent things ... ", (btn_desc_t *)dev->name); //将报错不能这样在printk中做强转？？？ printk("<1>" "enter %s: do emergent things ... ",__func__); printk("<1>" "%s key is pressed! ", pdata->name); /*登记底半部*/ printk("<1>" "register bottom half "); tasklet_schedule(&btn_tasklet); printk("<1>" "exit from top half "); return IRQ_HANDLED; } int mydata = 0x100; void btn_tasklet_func(unsigned long data) { int *pdata = (int *)data; printk("<1>" "enter %s: do no emergent things ... ",__func__); printk("<1>" "mydata=%#x ", *pdata); (*pdata)++; } int __init btn_drv_init(void) { int ret = 0; int i =0; for(; i<ARRAY_SIZE(buttons); i++) { ret = request_irq(buttons[i].irq, btn_isr, IRQF_TRIGGER_FALLING, buttons[i].name, &(buttons[i])); if(ret) { printk("<1>" "request_irq failed! "); while(i) { i--; free_irq(buttons[i].irq, buttons+i); } return ret; } } /*2 初始化变量*/ tasklet_init(&btn_tasklet, btn_tasklet_func, (unsigned long)(&mydata)); return 0; } void __exit btn_drv_exit(void) { int i = 0; for(i=0; i<ARRAY_SIZE(buttons); i++) { free_irq(buttons[i].irq, buttons+i); } } module_init(btn_drv_init); module_exit(btn_drv_exit);