20200407-01　何为上半部? 何为下半部? linux

素颜马尾好姑娘i 2023-07-23 10:58 13阅读 0赞

## 中断 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev)</td> 
   <td>中断申请函数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void free_irq(unsigned int irq, void *dev)</td> 
   <td>删除中断处理函数并禁止中断</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>irqreturn_t(<em>irq_handler_t)(int, void</em>)</td> 
   <td>中断处理函数 <strong>格式</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void enable_irq(unsigned int irq)</td> 
   <td>使能中断</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void disable_irq(unsigned int irq)</td> 
   <td>禁止中断（等到中断函数处理完毕才会返回)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void disable_irq_nosync(unsigned int irq)</td> 
   <td>立即返回不会等待中断函数处理完毕</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>local_irq_enable()</td> 
   <td>使能整个中断系统</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>local_irq_disable()</td> 
   <td>禁用整个中断系统</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>local_irq_save(flags)</td> 
   <td>禁用整个中断系统并保存状态</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>local_irq_restore(flags)</td> 
   <td>恢复禁用前中断系统的状态</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> irq: 中断号  
> handler: 中断处理函数  
> flags： 中断标志 include/linux/interruput.h

中断触发方式

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>标志</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>IRQF_SHARED</td> 
   <td>多设备共享一个中断线，必须指定此标志位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_ONESHOT</td> 
   <td>单次中断，只被触发一次</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_NONE</td> 
   <td>无触发</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_RISING</td> 
   <td>上升沿触发</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_FALLING</td> 
   <td>下降沿触发</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_HIGH</td> 
   <td>高电平触发</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_LOW</td> 
   <td>低电平触发</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

中断返回类型

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>标志</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>IRQ_NONE</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQ_HANDLED</td> 
   <td>一般使用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQ_WAKE_THREAD</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

`使用格式：return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED)`

--------------------

#### 上半部和下半部 ####

上半部和下半部就是为了保证中断的时效性而产生的  
上半部：我们通常指的中断函数，就是这些能够快速执行完毕的部分  
下半部：可以理解为，由上半部调用另外的线程或者其他方式，以异步方式的处理函数

上半部：

1.  不能被打断的
2.  对时间敏感的
3.  与硬件相关的

## 下半部机制 ##

#### 1.1 软中断 ####

softirq\_action 表示软中断 (include/linux/interrupt.h)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>void open_softirq(int nr, void(*action)(struct softirq_action *))</td> 
   <td>注册软中断</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void raise_softirq(unsigned int nr)</td> 
   <td>触发软中断（必须在编译时静态注册） kernel/softirq.c</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

HI_SOFTIRQ = 0, //高优先级
    TIMER_SOFTIRQ, //定时器
    NET_TX_SOFTIRQ, //网络发送
    NET_RX_SOFTIRQ, //网络接收
    BLOCK_SOFTIRQ,  //块
    BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ, //块读写
    TASKLET_SOFTIRQ, // tasklet 
    SCHED_SOFTIRQ, //调度
    HRTIMER_SOFTIRQ, //高精度定时器
    RCU_SOFTIRQ, //RCU 软中断
    NR_SOFTIRQS

#### 1.2 tasklet (推荐使用 tasklet) ####

`void （*func)(unsigned long t, unsigned long data);`

> t: 初始化的 tasklet  
> func: 处理函数  
> data: 传递给 func 的函数的参数

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>DECLARE_TASKLET(name, func, data)</td> 
   <td>一次性完成 tasklet 定义和初始化</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)</td> 
   <td>在上半部中断函数调用此函数，tasklet 会自动选择合适的时间执行下半部函数</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

EG
    //定义　
    struct tasklet_struct testtasklet;
    //处理函数
    void testtasklet_func(unsigned long data);
    //中断函数
    irqreturn_t test_handler(int irq, void *dev_id) {
        ......
        //调度
        tasklet_schedule(&testtasklet);
        ......
    }
    //入口
    static int __init xxx_init(void)
    {
        tasklet_init(&testtasklet, testtasklet_func, data);
        request_irq(xxx_irq, test_handler, 0, "xxx", &xxx_dev);
    }

#### 2 工作队列 ####

就是让另外的线程负责进行，注意　**中断处理函数必须允许睡眠或者重新调度**　以避免异常发生，否则尽量选择　软中断。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>#define INIT_WORK(_work, _func)</td> 
   <td>初始化</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>#define DECLARE_WORK(n, f)</td> 
   <td>一次性完成工作的创建和初始化</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>bool schedule_work(struct work_struct *work)</td> 
   <td>调度函数　返回 0 调度成功</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

E.G
    定义
    strcut work_struct testwrok;
    处理函数
    void testwork_func_t(struct work_struct *work);
    中断函数
    irqreturn_t test_handler(int irq, void *dev_irq)
    {
        ......
        //调度work
        schedule_work(&testwork);
        ......
    }
    驱动入口
    static int __init xxx_init(void)
    {
        INIT_WORK(&testwork, testwork_func_t);
        request_irq(xxx_irq, test_handler, 0, "xxx", &xxx_dev);
    }

--------------------

## 获取中断信息节点 ##

#interrupt-cells 表示中断源的信息　cells 个数
    interrupt-controller, 表示当前节点为中断控制器
    interrupts, 中断号，触发方式等
    interrputs-parent, 父中断，也就是中断控制器

获取中断号  
1 unsigned int irq\_of\_parse\_and\_map(struct device\_node \*dev, int index) 可以从设备树　interrupts 中提取设备号  
2 int gpio\_to\_irq(unsigned int gpio)　如果使用 GPIO 直接申请