嵌入式Linux驱动开发（九）Linux中断

1. Linux中断简介

1）中断号
linux内核中使用一个int变量表示中断号。
2）申请中断：
该函数可以自动激活中断，但是可能引起睡眠，所以需要小心使用。

int request_irq(unsigned int irq, 			//要申请中断的中断号irq_handler_t handler, 		//中断处理函数unsigned long flags,		//中断标志-共享，触发方式等const char *name, 			//中断名void *dev)					//flags设置为共享时，用dev区分中断，一般是设备结构体

3）释放中断：
该函数可以自动释放中断。如果是非共享的，删除中断处理函数后还会禁止中断。共享中断只有在释放最后中断处理函数的时候才会被禁止掉。

void free_irq(unsigned int irq, void *dev)

4）中断处理函数：
该函数可以自动释放中断。如果是非共享的，删除中断处理函数后还会禁止中断。共享中断只有在释放最后中断处理函数的时候才会被禁止掉。

irqreturn_t (*irq_handler_t) (int, void *)
//para1：要处理的中断号
//para2：一个通用指针，与dev参数保持一致，用于区分中断设备。
//返回值irqreturn_t是个枚举类

5）中断使能与禁止函数：

//使能或禁止某一个中断
void enable_irq(unsigned int irq)			//使能
void disable_irq(unsigned int irq)			//禁止，等到当前正在执行的中断处理函数完毕才返回
void disable_irq_nosync(unsigned int irq)	//禁止，不等待当前正在执行的中断处理函数完毕，立即返回//使能/关闭全局中断（使能/关闭处理器整个中断系统）
local_irq_enable()
local_irq_disable()
//不同任务之间调用上述两个函数可能导致程序崩溃，以下函数可以保存中断状态并恢复
local_irq_save(flags)
local_irq_restore(flags)

2. Linux中断的上半部和下半部

目的：实现中断处理函数的快进快出。
上半部：中断处理函数。将处理较快，占用时间短的操作放到上半部。
下半部：将比较耗时的工作放到下半部执行。

上半部和下半部的划分完全看驱动开发者意愿，以下是一些参考划分依据：
①如果要处理的内容不希望被其它中断打断，放到上半部。
②如果要处理的任务对时间敏感，上半部。
③如果要处理的任务与硬件有关，上半部。
④其它，下半部。

3. Linux中断的上半部和下半部处理方式

上半部处理方式：直接写中断处理函数。
下半部处理方式：软中断，tasklet，工作队列。建议使用tasklet。
1）软中断：
  linux内核使用softirq_action结构体表示软中断。软中断一共有10个，每个CPU处理自己触发的软中断，但是软中断服务函数都是相同的。
①注册软中断处理函数：

void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
/*
nr：要开启的软中断，可以去看interrupt.h中定义的NR_SOFTIRQS枚举类。
action：软中断对应处理函数。
*/

②触发软中断：

void raise_softirq(unsigned int nr

③初始化软中断：软中断必须在编译的时候静态注册。
  可以看到会默认打开tasklet和高优先级软中断。

void __init softirq_init(void) {int cpu;for_each_possible_cpu(cpu) {per_cpu(tasklet_vec, cpu).tail =&per_cpu(tasklet_vec, cpu).head;per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).tail =&per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).head;}open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action);open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action);
}

2）tasklet：
  linux内核使用tasklet_struct结构体表示tasklet。

struct tasklet_struct {struct tasklet_struct *next; 		/* 下一个 tasklet */unsigned long state; 				/* tasklet 状态 */atomic_t count; 					/* 计数器，记录对 tasklet 的引用数 */void (*func)(unsigned long); 		/* tasklet 执行的函数 */unsigned long data; 				/* 函数 func 的参数 */
};

①定义一个tasklet然后在驱动入口函数中初始化。

void tasklet_init(struct tasklet_struct *t, void (*func)(unsigned long), unsigned long data);
/*
t：要初始化的tasklet
func：tasklet处理函数
data：func的参数
*/
//也可以用宏定义实现一样的效果
DECLARE_TASKLET(name, func, data)

②上半部调用tasklet：

void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)

3）工作队列：
  工作队列在进程上下文执行，将要推后的工作交给一个内核线程执行，工作队列允许睡眠或重新调度。Linux内核使用work_struct结构体表示一个工作，使用workqueue_struct结构体表示工作队列。
  Linux内核使用工作者线程（worker thread）处理工作队列中的各工作。用worker结构体表示工作者线程。
①实际开发中只需要自己定义work_struct也就是一个工作。然后初始化工作。

#define INIT_WORK(_work, _func)
//或者用这个宏直接创建+初始化工作
#define DECLARE_WORK(n, f)

②调度工作：

bool schedule_work(struct work_struct *work)

工作的使用方式其实和tasklet差不多。

4. 设备树中断信息节点

dtsi中的中断控制器节点：

intc: interrupt-controller@00a01000 {compatible = "arm,cortex-a7-gic";		//在内核源码中搜索即可找到GIC驱动文件#interrupt-cells = <3>;					//GIC下设备的cells有3个，分别表示中断类型，中断号，触发类型/PPI中断掩码。GPIO做中断控制器时，cells=2。interrupt-controller;					//表明这是一个中断控制器节点reg = <0x00a01000 0x1000>, <0x00a02000 0x100>;
7 };

以一个具体外设的中断配置来看，打开dts：fxls8471磁力计芯片，其中断引脚连接到IMX6ULL的SNVS_TAMPER0，这个引脚可以复用为GPIO5_IO00。所以这里可以使用gpio作为中断控制器。

fxls8471@1e {compatible = "fsl,fxls8471";reg = <0x1e>;position = <0>;interrupt-parent = <&gpio5>;		//设置gpio5为中断控制器interrupts = <0 8>;					//0表示gpio5，8表示低电平触发，只有两个，因为gpio做gic时cells=2
};

获取中断号：

//从interrupts 属性中提取对应中断号
unsigned int irq_of_parse_and_map(struct device_node *dev, int index)
/*dev：设备节点	index：索引号，interrupts 属性可能包含多条中断信息，通过 index 指定要获取的信息。
return：中断号*///如果使用gpio，可以用以下函数获取gpio对应中断号
int gpio_to_irq(unsigned int gpio)
/*
gpio：要获取的gpio编号
return：gpio对应中断号
*/