㈠ 如何用中斷方式實現一個串口的字元設備驅動程序
一節用的是查詢方式獲取按鍵值，比較耗費資源，現在用中斷方式來獲取按鍵值。
內核在start_kernel函數（源碼在init/main.c中）中調用trap_init、init_IRQ兩個函數來設置異常的處理函數。
1.trap_init函數用來設置各種異常處理向量，包括中斷向量。所謂向量就是一些被安放在固定位置的代碼，當發生異常時，CPU會自動執行這些固定 位置上的指令。異常向量的代碼很簡單，它們只是一些跳轉指令。發生異常時，CPU自動執行這些指令，跳轉去執行更復雜的代碼，比如保存被中斷程序的執行環 境，調用異常處理函數，恢復被中斷程序的執行環境並重新運行。
2.init_IRQ函數用來初始化中斷的處理函數，設置各種中斷的默認處理函數。當發生中斷時，中斷總入口函數asm_do_IRQ就可以調用這些函數作進一步處理。
<一>中斷處理體系結構
linux內核將所有中斷統一編號，使用一個irq_desc結構數組來描述這些中斷，每個數組項對應一個中斷（也可能是一組中斷，它們公用相同的中斷 號），裡面記錄了中斷的名稱、中斷狀態、中斷標記（比如中斷類型、是否共享中斷），並提供了中斷的底層硬體訪問函數（清除、屏蔽、使能中斷），提供了這個 中斷的處理函數入口，通過它可以調用用戶注冊的中斷函數。
㈡ linux驅動中斷，程序運行幾個小時後系統崩潰
中斷與定時器:
中斷的概念:指CPU在執行過程中，出現某些突發事件急待處理，CPU暫停執行當前程序，轉去處理突發事件
，處理完後CPU又返回原程序被中斷的位置繼續執行
中斷的分類:內部中斷和外部中斷
內部中斷:中斷源來自CPU內部(軟體中斷指令、溢出、觸發錯誤等)
外部中斷:中斷源來自CPU外部，由外設提出請求
屏蔽中斷和不可屏蔽中斷:
可屏蔽中斷:可以通過屏蔽字被屏蔽，屏蔽後，該中斷不再得到響應
不可平布中斷:不能被屏蔽
向量中斷和非向量中斷:
向量中斷:CPU通常為不同的中斷分配不同的中斷號，當檢測到某中斷號的中斷到來後，就自動跳轉到與該中斷號對應的地址執行
非向量中斷:多個中斷共享一個入口地址。進入該入口地址後再通過軟體判斷中斷標志來識別具體哪個是中斷
也就是說向量中斷由軟體提供中斷服務程序入口地址，非向量中斷由軟體提供中斷入口地址
/*典型的非向量中斷首先會判斷中斷源，然後調用不同中斷源的中斷處理程序*/
irq_handler()
{
...
int int_src = read_int_status();/*讀硬體的中斷相關寄存器*/
switch(int_src){//判斷中斷標志
case DEV_A:
dev_a_handler();
break;
case DEV_B:
dev_b_handler();
break;
...
default:
break;
}
...
}
定時器中斷原理:
定時器在硬體上也以來中斷，PIT(可編程間隔定時器)接收一個時鍾輸入，
當時鍾脈沖到來時，將目前計數值增1並與已經設置的計數值比較，若相等，證明計數周期滿，產生定時器中斷，並
復位計數值。
如下圖所示:
Linux中斷處理程序架構:
Linux將中斷分為:頂半部(top half)和底半部(bottom half)
頂板部:完成盡可能少的比較緊急的功能，它往往只是簡單的讀取寄存器中的中斷狀態並清除中斷標志後就進行
「登記中斷」(也就是將底半部處理程序掛在到設備的底半部執行隊列中)的工作
特點：響應速度快
底半部:中斷處理的大部分工作都在底半部，它幾乎做了中斷處理程序的所有事情。
特點：處理相對來說不是非常緊急的事件
小知識:Linux中查看/proc/interrupts文件可以獲得系統中斷的統計信息。
如下圖所示:
第一列是中斷號 第二列是向CPU產生該中斷的次數
介紹完相關基礎概念後，讓我們一起來探討一下Linux中斷編程
Linux中斷編程:
1.申請和釋放中斷
申請中斷:
int request_irq(unsigned int irq,irq_handler_t handler,
unsigned long irqflags,const char *devname,void *dev_id)
參數介紹:irq是要申請的硬體中斷號
handler是向系統登記的中斷處理程序(頂半部)，是一個回調函數，中斷發生時，系統調用它，將
dev_id參數傳遞給它
irqflags:是中斷處理的屬性,可以指定中斷的觸發方式和處理方式:
觸發方式:IRQF_TRIGGER_RISING、IRQF_TRIGGER_FALLING、IRQF_TRIGGER_HIGH、IRQF_TRIGGER_LOW
處理方式:IRQF_DISABLE表明中斷處理程序是快速處理程序，快速處理程序被調用時屏蔽所有中斷
IRQF_SHARED表示多個設備共享中斷,dev_id在中斷共享時會用到，一般設置為NULL
返回值:為0表示成功，返回-EINVAL表示中斷號無效，返回-EBUSY表示中斷已經被佔用，且不能共享
頂半部的handler的類型irq_handler_t定義為
typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int,void*);
typedef int irqreturn_t;
2.釋放IRQ
有請求當然就有釋放了
void free_irq(unsigned int irq,void *dev_id);
參數定義與request_irq類似
3.使能和屏蔽中斷
void disable_irq(int irq);//等待目前中斷處理完成(最好別在頂板部使用，你懂得)
void disable_irq_nosync(int irq);//立即返回
void enable_irq(int irq);//
4.屏蔽本CPU內所有中斷:
#define local_irq_save(flags)...//禁止中斷並保存狀態
void local_irq_disable(void);//禁止中斷，不保存狀態
下面來分別介紹一下頂半部和底半部的實現機制
底半部機制:
簡介:底半部機制主要有tasklet、工作隊列和軟中斷
1.底半部是想方法之一tasklet
(1)我們需要定義tasklet機器處理器並將兩者關聯
例如:
void my_tasklet_func(unsigned long);/*定義一個處理函數*/
DECLARE_TASKLET(my_tasklet,my_tasklet_func,data);
/*上述代碼定義了名為my_tasklet的tasklet並將其餘
my_tasklet_func()函數綁定，傳入的參數為data*/
(2)調度
tasklet_schele(&my_tasklet);
//使用此函數就能在是當的時候進行調度運行
tasklet使用模板:
/*定義tasklet和底半部函數並關聯*/
void xxx_do_tasklet(unsigned long);
DECLARE_TASKLET(xxx_tasklet,xxx_do_tasklet,0);
/*中斷處理底半部*/
void xxx_do_tasklet(unsigned long)
{
...
}
/*中斷處理頂半部*/
irqreturn_t xxx_interrupt(int irq,void *dev_id)
{
...
tasklet_schele(&xxx_tasklet);//調度地板部
...
}
/*設備驅動模塊載入函數*/
int __init xxx_init(void)
{
...
/*申請中斷*/
result = request_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,
IRQF_DISABLED,"xxx",NULL);
...
return IRQ_HANDLED;
}
/*設備驅動模塊卸載函數*/
void __exit xxx_exit(void)
{
...
/*釋放中斷*/
free_irq(xxx_irq,xxx_interrupt);
...
}
2.底半部實現方法之二---工作隊列
使用方法和tasklet類似
相關操作:
struct work_struct my_wq;/*定義一個工作隊列*/
void my_wq_func(unsigned long);/*定義一個處理函數*/
通過INIT_WORK()可以初始化這個工作隊列並將工作隊列與處理函數綁定
INIT_WORK(&my_wq,(void (*)(void *))my_wq_func,NULL);
/*初始化工作隊列並將其與處理函數綁定*/
schele_work(&my_wq);/*調度工作隊列執行*/
/*工作隊列使用模板*/
/*定義工作隊列和關聯函數*/
struct work_struct(unsigned long);
void xxx_do_work(unsigned long);
/*中斷處理底半部*/
void xxx_do_work(unsigned long)
{
...
}
/*中斷處理頂半部*/
/*中斷處理頂半部*/
irqreturn_t xxx_interrupt(int irq,void *dev_id)
{
...
schele_work(&my_wq);//調度底半部
...
return IRQ_HANDLED;
}
/*設備驅動模塊載入函數*/
int xxx_init(void)
{
...
/*申請中斷*/
result = request_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,
IRQF_DISABLED,"xxx",NULL);
...
/*初始化工作隊列*/
INIT_WORK(&my_wq,(void (*)(void *))xxx_do_work,NULL);
}
/*設備驅動模塊卸載函數*/
void xxx_exit(void)
{
...
/*釋放中斷*/
free_irq(xxx_irq,xxx_interrupt);
...
}