linux内核分析-中止和中断处理程序
日期：2014-05-16 浏览次数：20611 次
写在前面：
在前面的这篇文章linux内核分析--中断的分类讲解了关于中断的基本概念，从宏观的角度了解了中断的基本知识。从这篇文章中要明白几点知识
1、中断是由硬件产生的异步中断,而异常则是处理器产生的同步中断
2、中断质上是一种特殊的电信号，由硬件设备发向处理器，处理器接收到中断后，会马上向操作系统反应此信号的带来，然后就由OS负责处理这些新到来的数据，中断可以随时发生，才不用操心与处理器的时间同步问题。不同的设备对应的中断不同，他们之间的不同从操作系统级来看，差别就在于一个数字标识-----中断号。专业一点就叫中断请求(IRQ)线,通常IRQ都是一些数值量。有些体系结构上，中断好是固定的，有的是动态分配的，这不是问题所在，问题在于特定的中断总是与特定的设备相关联，并且内核要知道这些信息，这才是最关键的,
3、中断产生告诉中断控制器，继续告诉操作系统内核，内核总是要处理的，是不？这里内核会执行一个叫做中断处理程序或中断处理例程的函数。这里特别要说明，中断处理程序是和特定中断相关联的，而不是和设备相关联，如果一个设备可以产生很多中断，这时该设备的驱动程序也就需要准备多个这样的函数。一个中断处理程序是设备驱动程序的一部分，在接下来的文章中会介绍关于如何注册中断。前边说过一个问题：中断是可能随时发生的，因此必须要保证中断处理程序也能随时执行，中断处理程序也要尽可能的快速执行，只有这样才能保证尽可能快地恢复中断代码的执行。
4、为了达到第三步的条件，尽可能让中断处理程序快速执行结束。将中断处理切为两个部分或两半。中断处理程序上半部(top half)---接收到一个中断，它就立即开始开始执行，但只做严格时限的工作，这些工作都是在所有中断被禁止的情况下完成的。同时，能够被允许稍后完成的工作推迟到下半部(bottom half)去，此后，下半部会被执行，通常情况下，下半部都会在中断处理程序返回时立即执行。linux内核分析--为什么把中断分为上半部和下半步这篇文章讲解了其中的原因
下面进入今天的正题：
一、注册中断处理程序
如何注册一个中断处理程序。通过一下函数可注册一个中断处理程序：int request_irq(unsigned int irq,irqreturn_t (*handler)(int, void *,struct pt_regs *),unsigned long irqflags,const char * devname,void *dev_id)
有关这个中断的一些参数说明，我就不说了，一旦注册了一个中断处理程序，就肯定会有释放中断处理，这是调用下列函数
void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)
这里需要说明的就是要必须要从进程上下文调用free_irq().好了，现在给出一个例子来说明这个过程,首先声明一个中断处理程序：
static irqreturn_t intr_handler(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
注意：这里的类型和前边说到的request_irq()所要求的参数类型是匹配的，参数不说了。对于返回值，中断处理程序的返回值是一个特殊类型，irqrequest_t,可能返回两个特殊的值：IRQ_NONE和IRQ_HANDLED.当中断处理程序检测到一个中断时，但该中断对应的设备并不是在注册处理函数期间指定的产生源时，返回IRQ_NONE;当中断处理程序被正确调用，且确实是它所对应的设备产生了中断时，返回IRQ_HANDLED.C此外，也可以使用宏IRQ_RETVAL(x)，如果x非0值，那么该宏返回IRQ_HANDLED,否则，返回IRQ_NONE.利用这个特殊的值，内核可以知道设备发出的是否是一种虚假的(未请求)中断。如果给定中断线上所有中断处理程序返回的都是IRQ_NONE，那么，内核就可以检测到出了问题。最后，需要说明的就是那个static了，中断处理程序通常会标记为static，因为它从来不会被别的文件中的代码直接调用。另外，中断处理程序是无需重入的，当一个给定的中断处理程序正在执行时，相应的中断线在所有处理器上都会被屏蔽掉，以防止在同一个中断上接收另外一个新的中断。通常情况下，所有其他的中断都是打开的，所以这些不同中断线上的其他中断都能被处理，但当前中断总是被禁止的。由此可见，同一个中断处理程序绝对不会被同时调用以处理嵌套的中断。
下面要说到的一个问题是和共享的中断处理程序相关的。共享和非共享在注册和运行方式上比较相似的。差异主要有以下几点：
| 1.request_irq()的参数flags必须设置为SA_SHIRQ标志。 2.对每个注册的中断处理来说，dev_id参数必须唯一。指向任一设备结构的指针就可以满足这一要求。通常会选择设备结构，因为它是唯一的，而且中 断处理程序可能会用到它，不能给共享的处理程序传递NULL值。 3.中断处理程序必须能够区分它的设备是否真的产生了中断。这既需要硬件的支持，也需要处理程序有相关的处理逻辑。如果硬件不支持这一功能，那中 断处理程序肯定会束手无策，它根本没法知道到底是否与它对应的设备发生了中断，还是共享这条中断线的其他设备发出了中断。 |
