Windows CE中的中断机制

在学习驱动程序之前，我们还有很多东西要了解。想来想去，可能最重要的还是中断了，所以，这次我们花点时间来了解一下在Windows CE中的中断机制。
    凡是学过计算机原理的人都知道中断是什么东西，所以这些基本知识我们就不再详述了，我们下面就先看一下CE对中断的整体处理流程，以方便从全局上有个整体的认识。
    下图是CE中中断处理的流程图示      我们分布来解释上图中的流程：
    1、硬件设备向Kernel发送中断异常的代码，如果检测到这个中断异常，就会被Kernel层的异常处理所截获；
    2、中断服务调度程序会调用OAL例程中的OEMInterruptDisable函数，这个函数会通知硬件在处理完这一中断前关闭特殊的中断，但其他的中断仍然处于开放状态；
    3、中断服务例程ISR被调用以决定如何来处理这一中断；
    4、Kernel接收到ISR的返回值以得知如何处理这一中断。它的响应结果之一是忽略掉这一中断不作处理(SYSINTR_NOP)，另一结果是准备执行IST。
    5、Kernel引发中断服务调度程序来唤醒中断服务线程去工作。IST是常规的Win32线程，一旦启动后，它会创建必要的EVENT然后等待该EVENT被激发。中断服务调度通过调用PulseEvent函数来激发EVENT，从而唤醒IST线程运行；
    6、当唤醒以后，IST会对中断进行必要的处理如将数据移动到缓冲区或其他有意义的事；
    7、如果需要的话，IST会借助于I/O支持例程访问硬件设备；
    8、当IST处理完成后，它会调用InterruptDone函数通知Kernel；
    9、Kernel调用OEMInterruptDone函数完成此次中断的处理过程，OAL例程通知硬件设备重新启用中断。
    以上就是中断在CE中简要的处理过程。这其中还涉及到几个函数的使用，包括：
    1、供OAL调用的ISR函数
        HookInterrupt函数在OEMInit函数中被调用以关联IRQ和ISR；
        UnhookInterrupt函数用来终止IRQ和ISR的关联。
    2、供驱动程序调用的IST函数
        InterruptInitialize函数用来将EVENT对象和逻辑中断号关联并允许中断；
        InterruptDone函数用来通知中断处理的结束；
        InterruptDisable函数被驱动程序调用以关闭中断同时取消被InterruptInitialize初始化的EVENT对象。
    下面我们再分别来看一下最重要的两部分，ISR和IST。
    ISR属于OAL层，通常是用汇编语言编写的，它可以将CPU寄存器中的数据移动到内存缓冲区中，但是它不能做更多的工作，其中一个原因就是它不能访问到用户态的存储区，它要把这些工作交给IST来完成。它做的另一项工作是进行物理中断号和逻辑中断号的映射。一个物理设备比如键盘在一种平台上可能产生4号中断，在另一种平台上可能产生15号中断，经过ISR以后，它就会把这一物理中断转换成CE中标准的SYSINTR_KEYBOARD逻辑中断。Kernel就会根据这个逻辑中断值找到对应的EVENT从而唤醒IST。
    ISR有两种，一种是单ISR模式， 即全局只有一个ISR，它适用于不支持多中断的CPU，在这种情况下，OAL会提供一个OEMInterruptHandler的命令ISR。另一种是多ISR模式，即CPU有多个硬件中断的情况，OAL通过HookInterrupt函数为每一个中断调用ISR。
    IST是驱动程序中的用户态线程，它来执行中断的处理工作。在启动后它会空闲等待EVENT的激发状态，激发后处理真正的中断处理过程，最后调用InterruptDone函数标识中断处理完成。它通常通过CeSetThreadPriority函数设置在较高的优先级状态。
    以上是对中断的简要了解，在WINCE5的驱动程序中，很大的变化就是把很多过程化的东西变成了面向对象的方式，即进行了以类为基础的封装，这样代码变得非常层次化，如果你想了解以上这些中断在具体驱动程序中的实现，建议还是先来看看CE4中的代码，似乎更明显一些。
    好了，此次的内容不多，但是较空洞，最好配合查阅驱动程序的源程序如串口的，键盘的，比如键盘的驱动中就有非常明显的IST，很容易看到它是如何设置优先级的，如果等待EVENT的，如何处理键盘消息的以及如何完成中断的，代码附后，这样才能加强理解。即使自己写驱动，也不一定完全从头编写，在以在别人的架构上修改以缩短开发周期。
BOOL
KeybdIstLoop(
PKEYBD_IST pKeybdIst
)
{
SETFNAME(_T("KeybdIstLoop")); 

UINT32 rguiScanCode[16];
BOOL rgfKeyUp[16];
UINT cEvents;

DEBUGCHK(pKeybdIst->hevInterrupt != NULL);
DEBUGCHK(pKeybdIst->pfnGetKeybdEvent != NULL);
DEBUGCHK(pKeybdIst->pfnKeybdEvent != NULL);

SetThreadPriority(GetCurrentThread(), THREAD_PRIORITY_HIGHEST);

wait_for_keybd_interrupt:
  if (WaitForSingleObject(pKeybdIst->hevInterrupt, INFINITE) == WAIT_OBJECT_0)
  {
   cEvents = (*pKeybdIst->pfnGetKeybdEvent)
(pKeybdIst->uiPddId, rguiScanCode, rgfKeyUp);

   for (UINT iEvent = 0; iEvent < cEvents; ++iEvent) {
     (*pKeybdIst->pfnKeybdEvent)(pKeybdIst->uiPddId, 
      rguiScanCode[iEvent], rgfKeyUp[iEvent]);
   }
// cEvents could be 0 if this was a partial scan code, like 0xE0

  InterruptDone(pKeybdIst->dwSysIntr_Keybd);
}

  goto wait_for_keybd_interrupt;

ERRORMSG(1, (TEXT("KeybdIstLoop: Keyboard driver thread terminating./r/n")));
return TRUE;
}

 

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