中断处理程序与中断服务例程

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1 什么是中断
2中断处理程序
3中断服务例程
4request_irq函数分析

1. 什么是中断

简单来说中断就是硬件设备与处理器的一种交流方式，比如当我按下一个键时，只有当处理器知道我按下了这个键并且做出相应的处理时，按键这个操作才是有效的。我们知道处理器的速度远远高于外围设备的速度，处理器与外设选择合适的交流方式就格外重要。轮询是一种方式，这种方式是内核周期性地对设备状态进行查询并作出相应的的动作，但这种方式会让内核做大量的无用功，这显然是不明智的。更好的方式是让外设在其需要的时候向内核发送信号，这就是中断机制。

2.中断处理程序

当一个中断发生时，内核应该有相应的处理方法，这个方法就是中断处理程序，一个中断处理程序对应一个中断号。中断处理程序是管理硬件的驱动程序的一部分，如果设备需要中断，相应的设备驱动程序就需注册中断处理程序。注册方式：使用request_irq()函数

int
request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),unsigned long irqflags, const char * devname, void *dev_id)

函数参数：
irq：表示要分配的中断号
handler：函数指针，指向中断的实际中断处理函数
irqflags：中断处理程序的标志，举例来说： IRQF_DISABLED被设置后内核在处理中断处理程序本身期间要禁止所有的其他中断。
devname：与中断相关的设备的ASCII文本表示
dev_id:用于共享中断线，当一个中断处理程序需要释放时，dev_id提供唯一的标志信息。

3.中断服务例程

一条中断线对应一个中断一个中断处理程序，而多个设备可能共享一条中断线，那么如何让中断处理程序为不同的设备提供不同的处理方法。这就引出了中断服务例程。一个中断处理程序对应若干个中断服务例程。

中断处理程序就相当于某个中断向量的总的处理程序，比如IRQ0x09_interrupt()是中断号为9的总处理程序，假如这个9号中断由5个设备共享，那么这5个设备都分别有其对应的中断服务例程。也就是说当有多个设备需要共享某个中断线时，中断处理程序必须要调用ISR，此时会调用handle_IRQ_event()

4.request_irq函数分析

int
request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),
     unsigned long irqflags, const char * devname, void *dev_id)
{
 int retval;
 struct irqaction * action;
 if (irq >= ACTUAL_NR_IRQS)  //中断号是否超过最大值
  return -EINVAL;
 if (!handler)  //函数指针是否为空
  return -EINVAL;
#if 1
 /*
  * Sanity-check: shared interrupts should REALLY pass in
  * a real dev-ID, otherwise we'll have trouble later trying
  * to figure out which interrupt is which (messes up the
  * interrupt freeing logic etc).
  */
 if ((irqflags & SA_SHIRQ) && !dev_id) {       //若中断共享但dev_id为NULL则出错
  printk(KERN_ERR
         "Bad boy: %s (at %p) called us without a dev_id!\n",
         devname, __builtin_return_address(0));
 }
#endif
 action = (struct irqaction *)
   kmalloc(sizeof(struct irqaction), GFP_KERNEL);   //创建irqaction结构体
 if (!action)
  return -ENOMEM;
 action->handler = handler;  //将函数参数传给结构体
 action->flags = irqflags;
 cpus_clear(action->mask);
 action->name = devname;
 action->next = NULL;
 action->dev_id = dev_id;
#ifdef CONFIG_SMP
 select_smp_affinity(irq);
#endif
 retval = setup_irq(irq, action); //注册中断irqaction结构体
 if (retval)
  kfree(action);
 return retval;
}

struct irqaction {
    irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *);//具体的中断服务例程
    unsigned long flags;//一组中断标志
    cpumask_t mask;
    const char *name;//中断设备名称
    void *dev_id;指定设备的主设备号和次设备号
    struct irqaction *next;//指向共享中断线的下一个 irqaction结构体
    int irq;//申请的中断号
    struct proc_dir_entry *dir;
};