linux設備驅動歸納總結（六）：2.分享中斷號

?轉自：http://blog.chinaunix.net/uid-25014876-id-90837.html

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

上一節介紹的內容是，調用接口request_irq()，使中斷號與中斷處理函數對應。但是，有時候會有這樣的情況，如果開發板上按鍵的中斷已經被另外的驅動程序注冊中斷了，而我現在又想再注冊一次這個中斷，這就出現了一個中斷號不止對應一個中斷函數的情況。注意，這里與硬件上的共享中斷不一樣，這里是指，當一個中斷信號來了，基于操作系統，一個中斷的到來可以調用多個中斷處理程序，與硬件無關。

接下來從錯誤的代碼開始講解。

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

?

一、錯誤的產生

?

以下的代碼在“6th_irq_2/1st”中。

假設有這樣的情況，有一個人，加載了模塊test.ko，模塊注冊了中斷號EINT1。接著，我編寫代碼（我并不知道中斷號已經被使用了），加載模塊test1.c（在err目錄下），模塊同樣注冊了中斷號EINT1。但這樣的注冊不成功的。

看效果：

[root: 1st]# insmod test.ko //某處加載第一個時成功

hello irq

[root: 1st]# key down

key down

[root: 1st]# insmod err/test1.ko //假設我并不知道已經記載了一次，加載第二次時失敗

[test_init]request irq failed!

insmod: cannot insert 'err/test1.ko':?Device or resource busy

[root: 1st]# cat /proc/interrupts //查看proc時發現，原來早就有人注冊了EINT1中斷號

CPU0

17: 2 s3c-ext0 key INT_EINT1

30: 20429 s3c S3C2410 Timer Tick

32: 0 s3c s3c2410-lcd

51: 3032 s3c-ext eth0

70: 252 s3c-uart0 s3c2440-uart

71: 277 s3c-uart0 s3c2440-uart

79: 0 s3c-adc s3c2410_action

80: 0 s3c-adc adc, s3c2410_action

83: 0 - s3c2410-wdt

Err: 0

?

這個就是兩男爭一妞的情況了，解決辦法有兩個：

1、動物界的規矩，干掉其中一個，誰贏誰說了算。

2、邪惡做法，和平解決，實現共享。

?

第一個解決辦法很簡單，查閱內核代碼，找到注冊該中斷的模塊，并且想辦法卸載該模塊。但是，如果那個模塊實在是太重要的，不能卸載，那只能共享了。

?

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

?

二、共享中斷號的標記

?

在上一節的內容，注冊中斷處理函數接口request_irq()的參數irqflags還沒完全介紹完畢，除了IRQ_TIRGGER_FALLING這類指明中斷觸發的條件的標志外，下面還介紹三個：

SA_INTERRUPT：這個標志表明該中斷處理程序是一個快速中斷處理程序。過去，linux系統會區分快速我慢速中斷，但現在這個標志只有這樣的效果：當響應這個中斷時，禁止所有的中斷，是該中斷處理函數不會被其他中斷打斷，迅速執行。

SA_SAMPLE_RANDOM：這個標志表明產生的中斷會對內核的entropy pool有貢獻。Entropy pool負責產生隨機數。

SA_SHIRQ：這個標志表明多個中斷處理程序可以共享一個中斷號。

?

相對其他兩個，SA_SHIRQ是常用的標記。也就是說，我的中斷注冊失敗，原因是我沒有共享標記。也就是說，我需要在我的注冊中斷函數添加共享標記。但再回想一下兩男爭一妞的場景，需要共享前提是兩個男的都同意共享，所以，原來的中斷注冊函數也需要共享標記。需要修改原來的函數test.c和我新寫的test1.c，都加上共享標記SA_SHIRQ，表示它們兩都同意共享。

?

在ARM下SA_SHIRQ相當于標志IRQF_SHARED：

/*iclude/linux/interrupt.h*/

53 #define IRQF_DISABLED 0x00000020 //SA_INTERRUPT

54 #define IRQF_SAMPLE_RANDOM 0x00000040 //SA_SAMPLE_RANDOM

55 #define IRQF_SHARED 0x00000080 //SA_SHIRQ

?

看修改后的代碼：

/*6th_irq_2/1st/test.c*/

30 ret = request_irq(IRQ_EINT1, irq_handler,

31 IRQF_TRIGGER_FALLING |?IRQF_SHARED, "key INT_EINT1", NULL);

32 if(ret){

33 P_DEBUG("request irq failed!\n");

34 return ret;

35 }

另外一個一模一樣

/*6th_irq_2/1st/err/test1.c*/

30 ret = request_irq(IRQ_EINT1, irq_handler,

31 IRQF_TRIGGER_FALLING |?IRQF_SHARED, "key INT_EINT1", NULL);

32 if(ret){

33 P_DEBUG("request irq failed!\n");

34 return ret;

35 }

?

再加載一次，發現還是不行。

[root: /]# cd review_driver/6th_irq/6th_irq_2/2nd/

[root: 2nd]# insmod test.ko //加載第一個時就已經不行了

[test_init]request irq failed!

insmod: cannot insert 'test.ko':?invalid parameter //提示參數錯誤

[root: 2nd]# insmod err/test1.ko

[test_init]request irq failed!

insmod: cannot insert 'err/test1.ko': invalid parameter

?

那到底是哪個參數錯了？

?

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

?

三、設備號ID——dev_id

?

話說兩個難得已經同意共享，但為什么還是只能加載一個呢？女的說：“你們是同意了，但我不能分辨不你們吖！”

中斷函數同時一樣的道理，實現共享中斷號的情況下，在調用free_irq()時，通過對應的標記，內核才會知道該釋放哪個中斷處理函數。

此時，最有一個沒講的參數dev_id就有他的用處了——內核通過dev_id對應中斷處理函數handler。另外，也可以通過它來傳參給中斷處理函數。

?

再次修改兩個程序，給每個程序就加上一個不同的dev_id：

/*6h_irq_2/1st/test.c*/

13 irqreturn_t irq_handler(int irqno, void *dev_id) //中斷處理函數

14 {

15 printk("key down, dev_id[%d]\n", *(int *)dev_id);

16 return IRQ_HANDLED;

17 }

18

19 int id = 321;

20

。。。。

32 ret = request_irq(IRQ_EINT1, irq_handler,

33 IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_SHARED, "key INT_EINT1",?&id);

。。。。

44 free_irq(IRQ_EINT1,?&id);

另外一個一模一樣

6th_irq_2/1st/err/test.c

/*6h_irq_2/1st/test.c*/

13 irqreturn_t irq_handler(int irqno, void *dev_id) //中斷處理函數

14 {

15 printk("hello xiaobai!, dev_id[%d]\n", *(int *)dev_id);

16 return IRQ_HANDLED;

17 }

18

19 int id = 123;

20

。。。。

32 ret = request_irq(IRQ_EINT1, irq_handler,

33 IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_SHARED, "key INT_EINT1",?&id);

。。。。

44 free_irq(IRQ_EINT1,?&id);

?

驗證一下，共享成功！

[root: 3rd]# insmod test.ko //加載第一個成功

hello irq

[root: 3rd]# key down, dev_id[321]

key down, dev_id[321]

key down, dev_id[321]

[root: 3rd]# insmod err/test1.ko //加載第二個也成功

hello irq

[root: 3rd]# key down, dev_id[321] //當我按下按鍵時，兩個中斷處理函數都調用了。

hello xiaobai!, dev_id[123]

key down, dev_id[321]

hello xiaobai!, dev_id[123]

key down, dev_id[321]

hello xiaobai!, dev_id[123]

?

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

?

四、介紹完了中斷接口函數，下面簡單講一下一個中斷產生后的流程：

?

以下的圖是《linux內核設計與實現》上的插圖，基于x86體系的，所以有些函數我在ARM下找不到。

?

先看前三步，這三步是我在《linux設備驅動歸納總結（六）：1.中斷的實現》的“從硬件角度看中斷”有詳細描述，當硬件（Hardware）產生中斷，傳給中斷處理器（Interrupt controller），經過中斷處理器的一輪篩選后，把中斷傳給處理器（Processer）。

?

接下來就要講解處理器接收到中斷之后干什么：

1、處理器中斷內核（processor interrupts the kernel）：這步驟如下：

1.1、處理器會立即停止它正在進行的事情。

1.2、處理器關閉中斷。

1.3、保存原來寄存器的值（這些值屬于被中斷的任務），切換工作模式至IRQ（S3C2440有7種工作模式，芯片手冊有講解，切換工作模式之前需要保存原來部分寄存器上的值，具體請看S3C2440芯片手冊）。

?

2、do_IRQ：（這個部分說得可能有錯，因為我把內核的源代碼仔細看過，這部分主要是為了引出下一個的函數handle_IRQ_event()）

在ARM相關的內核代碼我沒找到do_IRQ函數，但我找到一個相關的——asm_do_IRQ。看看大概做了些什么事情：

2.1、把中斷號和一個在內核中存放對應的相關數據的結構體（這個結構體就是存放處理器中寄存器的值）作為參數，傳參給asm_do_IRQ。

/*linux-2.6.29/arch/arm/kernel/entry-armv.S*/

29 .macro irq_handler

30 get_irqnr_preamble r5, lr

31 1: get_irqnr_and_base r0, r6, r5, lr

32 movne r1, sp

33 @

34 @ routine called with?r0 = irq number, r1 = struct pt_regs *

35 @?//獲得中斷號和一個結構體，作為參數傳給asm_do_IRQ

36 adrne lr, 1b

37 bne?asm_do_IRQ

2.2、asm_do_IRQ進行一系列的準備工作之后，調用函數generic_handle_irq()：

/*linux-2.6.29/arch/arm/kernel/irq.c*/

112 asmlinkage void __exception asm_do_IRQ(unsigned int irq, struct pt_regs *regs)

113 {

114 struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);?//保存并設置寄存器上的值，還沒弄懂操作的原因

115

116 irq_enter(); //一系列準備操作，沒細看

117

118 /*

119 * Some hardware gives randomly wrong interrupts. Rather

120 * than crashing, do something sensible.

121 */

122 if (irq >= NR_IRQS)

123 handle_bad_irq(irq, &bad_irq_desc);

124 else

125?generic_handle_irq(irq); //調用該函數，開始處理中斷。

126

127 /* AT91 specific workaround */

128 irq_finish(irq);

129

130 irq_exit();

131 set_irq_regs(old_regs);

132 }

2.3、generic_handle_irq中調用函數_do_IRQ：

/*linux-2.6.29/include/linux/irq.h*/

309 static inline void generic_handle_irq_desc(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)

310 {

311 #ifdef CONFIG_GENERIC_HARDIRQS_NO__DO_IRQ

312 desc->handle_irq(irq, desc);

313 #else

314 if (likely(desc->handle_irq))

315 desc->handle_irq(irq, desc);

316 else

317 __do_IRQ(irq);

318 #endif

319 }

320

321 static inline void generic_handle_irq(unsigned int irq)

322 {

323 generic_handle_irq_desc(irq, irq_to_desc(irq));

324 }

2.4、在__do_IRQ中，會判斷該中斷號是否已經注冊了中斷處理函數，如果沒有則退出中斷，切換至原來的工作模式。如果有，__do_IRQ會調用函數handle_IRQ_event()。

?

3、irqreturn_t handle_IRQ_event(unsigned int irq, struct irqaction *action)?干了些什么：

上面說的內容可能都不太詳細，因為我也不太明白有些函數的作用和具體的內核代碼，但下面的函數大家應該都會看得懂：

/*linux-2.6.29/kernel/irq/handle.c*/

326 irqreturn_t handle_IRQ_event(unsigned int irq, struct irqaction *action)

327 {

328 irqreturn_t ret, retval = IRQ_NONE;

329 unsigned int status = 0;

330

331 if (!(action->flags &?IRQF_DISABLED)) //在切換工作模式時內核是禁止了中斷的，如果

332 local_irq_enable_in_hardirq(); //注冊時使用標記IRQF_DISABLED，則開啟中斷

333

334 do {

335 ret = action->handler(irq, action->dev_id); //調用我們注冊的中斷處理函數

336 if (ret == IRQ_HANDLED)

337 status |= action->flags;

338 retval |= ret;

339 action = action->next;

340 } while (action); //這是個循環，那就說，如果我們使用的IRQF_SHARED標識，

341 //它會輪流執行該中斷號對應的所有注冊的中斷處理函數

342 if (status & IRQF_SAMPLE_RANDOM) //如果使用該標記時相應的操作

343 add_interrupt_randomness(irq);

344?local_irq_disable(); //再次關上中斷

345

346 return retval;

347 }

?

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

?

五、總結

?

總結一下中斷注冊的幾個注意事項：

1、調用request_irq必須通過返回值判斷是否成功。

2、共享中斷號時，所有共享這個中斷號的request_irq都必須添加標記IRQF_SHARED，另外還需要使用一個獨特的設備好dev_id，讓內核能夠通過dev_id對應注冊時的中斷處理函數。

?

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

源代碼：?6th_irq_2.rar???

【作者】張昺華 【出處】http://www.cnblogs.com/sky-heaven/ 【博客園】 http://www.cnblogs.com/sky-heaven/ 【新浪博客】 http://blog.sina.com.cn/u/2049150530 【知乎】 http://www.zhihu.com/people/zhang-bing-hua 【我的作品---旋轉倒立擺】 http://v.youku.com/v_show/id_XODM5NDAzNjQw.html?spm=a2hzp.8253869.0.0&from=y1.7-2 【我的作品---自平衡自動循跡車】 http://v.youku.com/v_show/id_XODM5MzYyNTIw.html?spm=a2hzp.8253869.0.0&from=y1.7-2 【新浪微博】 張昺華--sky 【twitter】 @sky2030_ 【facebook】 張昺華 zhangbinghua 本文版權歸作者和博客園共有，歡迎轉載，但未經作者同意必須保留此段聲明，且在文章頁面明顯位置給出原文連接，否則保留追究法律責任的權利.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux设备驱动归纳总结（六）：2.分享中断号【转】的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。