Linux中断分层技术

 一、中断嵌套
　　 当系统正在执行某中断处理函数时，又产生了一个新的中断，这就叫做中断嵌套。当中断为慢速中断时，新的中断会取代当前中断，即当前中断没有执行完就结束 了；当中断为快速中断时，新的终端就不会产生。这两种情况都是我们不愿意看到的情况，所以就有了今天的题目——中断分层。

二、中断分层
　　中断分层是将中断处理函数分为上下两个部分。上半部是与硬件相关的，下半部是与硬件无关的。与硬件无关的内容我们就可以将它分离出中断处理函数，交给内核在系统空闲的时候处理，这样就缩短了中断处理的时间，从而减小了中断丢失的几率。
　　分层方式：
　　　　1、软中断
　　　　2、tasklet
　　　　3、工作队列
三、工作队列处理方式
　　将中断下半部分的工作挂载到工作队列中去，在内核空闲的时候将工作调用。Linux内核使用struct    workqueue_struct来描述一个工作队列，用struct    work_struct来描述一个工作项。

struct workqueue_struct {

    unsigned int        flags;        /* I: WQ_* flags */

    union {

        struct cpu_workqueue_struct __percpu    *pcpu;

        struct cpu_workqueue_struct        *single;

        unsigned long                v;

    } cpu_wq;                /* I: cwq's */

    struct list_head    list;        /* W: list of all workqueues */



    struct mutex        flush_mutex;    /* protects wq flushing */

    int            work_color;    /* F: current work color */

    int            flush_color;    /* F: current flush color */

    atomic_t        nr_cwqs_to_flush; /* flush in progress */

    struct wq_flusher    *first_flusher;    /* F: first flusher */

    struct list_head    flusher_queue;    /* F: flush waiters */

    struct list_head    flusher_overflow; /* F: flush overflow list */



    mayday_mask_t        mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */

    struct worker        *rescuer;    /* I: rescue worker */



    int            saved_max_active; /* W: saved cwq max_active */

    const char        *name;        /* I: workqueue name */

};

 

　　

struct work_struct {

    atomic_long_t data;

    struct list_head entry;

    work_func_t func;

};

　　1、创建工作队列
　　create_workqueue(name)
　　参数：name为const char *类型，创建工作队列的名字
　　返回值：struct    workqueue_struct*型指针
　　2、创建工作
　　INIT_WORK(_work, _func)
　　参数：

　　　　work：创建好工作项变量的地址
　　　　func：工作项中的成员func的名字
　　无返回值
　　3、提交工作
　　即将工作项挂载到工作队列中去。
　　int    queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
　　参数：

　　　　wq：工作队列变量的地址
　　　　work：工作项变量的地址

　　

 

　　其实Linux内核已创建好了一个默认的工作队列供用户使用，keventd_wq，这样我们就不用再去进行创建工作队列的工作。提交工作项到默认工作队列的函数为
　　int    schedule_work(struct work_struct *work)
　　参数：要提交工作项的地址

 

工作队列应用代码：

#include <linux/module.h>

#include <linux/init.h>



struct work_struct *work1,*work2;



void work1_func()

{

    printk("this is work1\n");

}



void work2_func()

{

    printk("this is work2\n");

}



int que_init()

{

    /*创建工作*/

    work1 = kmalloc(sizeof(struct work_struct),GFP_KERNEL);



    INIT_WORK(work1, work1_func);



    /*挂载工作到工作队列*/

    schedule_work(work1);



    /*创建工作*/

    work2 = kmalloc(sizeof(struct work_struct),GFP_KERNEL);



    INIT_WORK(work2, work2_func);



    /*挂载工作到工作队列*/

    schedule_work(work2);



    return 0;

}



void que_exit()

{



}



MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(que_init);

module_exit(que_exit);

将中断分层应用到键盘中断驱动程序中：

#include <linux/module.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/miscdevice.h>

#include <linux/interrupt.h>

#include <linux/io.h>



#define GPGCON 0x56000060



/*定义工作队列*/

struct work_struct *work1;



void work1_func()

{

    printk("press key down\n");

}

int que_init()

{

    /*创建工作*/

    work1 = kmalloc(sizeof(struct work_struct),GFP_KERNEL);



    INIT_WORK(work1, work1_func);

}



/*中断处理函数*/

irqreturn_t key_int(int irq, void *dev_id)

{

    /*1、检测设备是否产生中断*/



    /*2、清除中断产生标志*/



    /*3、提交下半部分工作*/

    schedule_work(work1);



    return 0;

}



void key_hw_init()

{

    unsigned int data; 

    unsigned int *gpio_config;

    

    gpio_config = ioremap(GPGCON,4);

    data = readw(gpio_config);

    data &= ((3)|(3<<6)|(3<<10)|(3<<12)|(3<<14)|(3<<22));//~(0b11);

    data |= (2|(2<<6)|(2<<10)|(2<<12)|(2<<14)|(2<<22));//0b10;

    writew(data,gpio_config);

}



int key_open(struct inode *node, struct file *filp)

{

    return 0; 

}



struct file_operations key_fops = 

{

    .open = key_open,

    //.unlocked_ioctl = key_ioctl,

};



struct miscdevice key_miscdev = 

{

    .minor = 200,

    .name = "key",

    .fops = &key_fops,

};



static int key_init()

{

    /*注册设备*/

    misc_register(&key_miscdev);



    /*硬件初始化*/

    key_hw_init();

    

    /*注册中断*/

    request_irq(IRQ_EINT8,key_int,IRQF_TRIGGER_FALLING ,"key", 0);

    request_irq(IRQ_EINT11,key_int,IRQF_TRIGGER_FALLING ,"key", 0);

    request_irq(IRQ_EINT13,key_int,IRQF_TRIGGER_FALLING ,"key", 0);

    request_irq(IRQ_EINT14,key_int,IRQF_TRIGGER_FALLING ,"key", 0);

    request_irq(IRQ_EINT15,key_int,IRQF_TRIGGER_FALLING ,"key", 0);

    request_irq(IRQ_EINT19,key_int,IRQF_TRIGGER_FALLING ,"key", 0);



    que_init();

    printk("key.ko is ready\n");

    return 0;

}



static void key_exit()

{

    /*注销设备*/

    misc_deregister(&key_miscdev);

    /*注销中断*/

    free_irq(IRQ_EINT8, 0);

}



MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(key_init);

module_exit(key_exit);

实现功能：

　　当按下一个按键，在串口中打印出对应的信息。

此代码适用mini2440开发板，不同型号开发板IO口和中断号不同。如果有疑问或建议，欢迎指出。