linux核心-中斷處理程式

阿新 • • 發佈：2019-01-21

中斷共享
中斷共享是指多個裝置共享一根中斷線的情況
中斷共享的使用方法:
(1).在申請中斷時，使用IRQF_SHARED標識
(2).在中斷到來時，會遍歷共享此中斷的所有中斷處理程式，直到某一個函式返回
IRQ_HANDLED，在中斷處理程式頂半部中，應迅速根據硬體暫存器中的資訊參照dev_id引數
判斷是否為本裝置的中斷，若不是立即返回IR1_NONE

/*共享中斷程式設計模板*/
irqreturn_t xxx_interrupt(int irq,void *dev_id,struct pt_regs *regs)
{
...
int status = read_int_status();/*獲知中斷源*/

if(!is_myint(dev_id,status))/*判斷是否為本裝置中斷*/
return IRQ_NONE;/*不是本裝置中斷，立即返回*/

/*是本裝置中斷,進行處理*/
...
return IRQ_HANDLED;/*返回IRQ_HANDLER表明中斷已經被處理*/
}

/*裝置模組載入函式*/
int xxx_init(void)
{
...
/*申請共享中斷*/
result = request_irq(sh_irq,xxx_interrupt,IRQF_SHARE,"xxx",xxx_dev);
...
}
/*裝置驅動模組解除安裝函式*/
void xxx_exit()
{
...
/*釋放中斷*/

free_irq(xxx_irq,xxx_interrupt);
...
}
核心定時器
核心定時器程式設計:
簡介:軟體意義上的定時器最終是依賴於硬體定時器實現的，核心在時鐘中斷髮生後檢測各
定時器是否到期，到期後定時器處理函式作為軟中斷在底半部執行。
Linux核心定時器操作：
1.timer_list結構體
每一個timer_list對應一個定時器
struct timer_list{
struct list_head entry;/*定時器列表*/
unsigned long expires;/*定時器到期時間*/
void (*function)(unsigned long);/*定時器處理函式*/

unsigned long data;/*作為引數被傳遞給定時器處理函式*/
struct timer_base_s *base;
...
};
當定時器滿的時候，定時器處理函式將被執行
2.初始化定時器
void init_timer(struct timer_list * timer);
//初始化timer_list的entry的next為NULL，並給base指標賦值。
TIMER_INITIALIZER(_function,_expires,_data);//此巨集用來
//賦值定時器結構體的function、expires
、data和base成員
#define TIMER_INITIALIZER(function,_expires,_data){
.entry = {.prev = TIMER_ENTRY_STATIC},\
.function= (_function), \
.expires = (_expire), \
.data = (_data), \
.base = &boot_tvec_bases,\
}

DEFINE_TIMER(_name,_function,_expires,_data)//定義一個定時器結構體變數
//併為此變數取名_name

//還有一個setup_timer()函式也可以用於定時器結構體的初始化，此函式大家自己去網上查吧

3.增加定時器
void add_timer(struct timer_list * timer);
//註冊核心定時器，也就是將定時器加入到核心動態定時器連結串列當中

4.刪除定時器
del_timer(struct timer_list *timer);
del_timer_sync()//在刪除一個定時器時等待刪除操作被處理完(不能用於中斷上下文中)

5.修改定時器expires
int mod_timer(struct timer_list * timer,unsigned long expires);
//修改定時器的到期時間

/*核心定時器使用模板*/

/*xxx裝置結構體*/
struct xxx_dev{
struct cdev cdev;
...
timer_list xxx_timer;/*裝置要使用的定時器*/
};

/*xxx驅動中的某函式*/
xxx_funcl(...)
{
struct xxx_dev *dev = filp->private_data;
...
/*初始化定時器*/
init_timer(&dev->xxx_timer);
dev->xxx_timer.function = &xxx_do_timer;
dev->xxx_timer.data = (unsigned long)dev;
/*裝置結構體指標作為定時器處理函式引數*/

dev->xxx_timer.expires = jiffes + delays;
/*新增(註冊)定時器*/
add_timer(&dev->xxx_timer);
...
}
/*xxx驅動中的某函式*/ xxx_func2(...)
{
...
/*刪除定時器*/
del_timer(&dev->xxx_timer);
...
}
/*定時器處理函式*/
static void xxx_do_timer(unsigned long arg)
{
struct xxx_device *dev = (struct xxx_device *)(arg);
...
/*排程定時器再執行*/
dev->xxx_timer.expires = jiffes + delay;
add_timer(&dev -> xxx_timer);
...
}
//定時器到期時間往往是在jiffies的基礎上新增一個時延，若為HZ
則表示延遲一秒
核心中的延遲工作:
簡介:對於這種週期性的工作，Linux提供了一套封裝好的快捷機制，本質上利用工作佇列和定時器實現
這其中用到兩個結構體:
(1)struct delayed_work{
struct work_struct work;
struct timer_list timer;
};

(2)struct work_struct{
atomic_long_t data;
...
}

相關操作:
int schedule_delay_work(struct delayed_work *work,unsigned long delay);
//當指定的delay到來時delay_work中的work成員的work_func_t型別成員func()會被執行
work_func_t型別定義如下:
typedef void (*work_func_t)(struct work_struct *work);
//delay引數的單位是jiffes

mescs_to_jiffies(unsigned long mesc);//將毫秒轉化成jiffes單位

int cancel_delayed_work(struct delayed_work *work);
int cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *work);//等待直到刪除(不能用於中斷上下文)
核心延遲：
短延遲:
Linux核心提供瞭如下三個函式分別進行納秒、微妙和毫秒延遲:
void ndelay(unsigned long nsecs);
void udelay(unsigned long usecs);
void mdelay(unsigned long msecs);

機制:根據CPU頻率進行一定次數的迴圈(忙等待)

注意:在Linux核心中最好不要使用毫秒級的延時，因為這樣會無謂消耗CPU的資源
對於毫秒以上的延時，Linux提供如下函式
void msleep(unsigned int millisecs);
unsigned long msleep_interruptible(unsigned int millisecs);//可以被打斷
void ssleep(unsigned int seconds);
//上述函式使得呼叫它的程序睡眠指定的時間

長延遲:
機制:設定當前jiffies加上時間間隔的jiffies，直到未來的jiffies達到目標jiffires

/*例項:先延遲100個jiffies再延遲2s*/
unsigned long delay = jiffies + 100;
while(time_before(jiffies,delay));

/*再延遲2s*/
unsigned long delay = jiffies + 2*Hz;
while(time_before(jiffies,delay));//迴圈直到到達指定的時間

與timer_before()相對應的還有一個time_after

睡著延遲:
睡著延遲是比忙等待更好的一種方法
機制:在等待的時間到來之前程序處於睡眠狀態，CPU資源被其他程序使用
實現函式有:
schedule_timeout()
schedule_timeout_uninterruptible()
其實在短延遲中的msleep() msleep_interruptible()
本質上都是依賴於此函式實現的

下面兩個函式可以讓當前程序加入到等待佇列中，從而在等待佇列上睡眠，當超時
發生時，程序被喚醒
sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q,unsigned long timeout);

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9.Linux核心設計與實現 P91---中斷和中斷處理程式 (轉)

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