158 Linux中断基础概念

文章目录

一、回顾
二、设备树中GIC中断控制器节点
三、外设中断控制器节点
三、其他设备使用中断节点
- 1、中断类型
四、常用函数
- 1、request_irq()函数
- - （1）irq_handler_t
  - - irqreturn_t
  - （2）flags
- 2、free_irq()函数
- 3、enable_irq()函数
- 4、disable_irq()函数
- 5、disable_irq_nosync()函数
- 6、local_irq_disable()宏
- 7、local_irq_enable()宏

一、回顾

裸机开发中：

通用中断控制器(GIC)
中断类型、硬件中断号、分发器和cpu接口单元
中断向量表
一级查表、二级查表
中断处理流程
进入irq模式、保护现场、获取硬件中断编号、执行中断处理函数、还原现场

二、设备树中GIC中断控制器节点

arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi

初始化中断控制器、设置其他中断控制器节点的描述格式

intc: interrupt-controller@a01000 {compatible = "arm,cortex-a7-gic";// 描述下一级中断信息节点所需要的单元个数#interrupt-cells = <3>;// 表示该设备是一个中断控制器，外设可以连接在该中断控制器上interrupt-controller;// GIC的分发器和cpu接口单元寄存器地址reg = <0xa01000 0x1000>,<0xa02000 0x100>;};

因为中断控制器是linux系统中必不可少的，因此配置gic的代码在内核中并不是以驱动模块的形式存在的。因此搜索compatilble属性值匹配到的不是一个驱动模块文件。

三、外设中断控制器节点

arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi
某个外设和中断密切相关
管理某一种具体中断

gpio5: gpio@20ac000 {compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";reg = <0x20ac000 0x4000>;// 负责管理的中断类型，上面父节点的#interrupt-cells = <3>从，此属性的每个单元用3个值来描述interrupts = <GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,<GIC_SPI 75 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;clocks = <&clks IMX6UL_CLK_GPIO5>;// 和上面一样，有此属性表示此节点是一个中断控制器，负责管理某一种的中断gpio-controller;#gpio-cells = <2>;interrupt-controller;// 其它外设节点想要使用这个中断控制器上的中断时的描述格式。使用范例见下。#interrupt-cells = <2>;gpio-ranges = <&iomuxc 0 7 10>, <&iomuxc 10 5 2>;};

interrupts属性：
GIC_SPI：中断类型：0 表示 SPI 中断，1 表示 PPI 中断
74：中断号，对于 SPI 中断来说中断号的范围为 0 ~ 987，对于 PPI 中断来说中断号的范围为 0~15
IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH：中断类型，高电平触发

三、其他设备使用中断节点

使用某一种具体中断（控制器）

button_interrupt {compatible = "button_interrupt";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_button>;button_gpio = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_LOW>;status = "okay";// 表明归属的上一级中断，使用上面描述的gpio5中断控制器interrupt-parent = <&gpio5>;// gpio5上有32个外部中断，button节点只用到其中一个，1表示gpio5-1；上升沿触发中断interrupts = <1 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
};

1、中断类型

include/linux/irq.h
标志， bit[3:0]表示中断触发类型，为 1 的时候表示上升沿触发，为 2 的时候表示下降沿触发，为 4 的时候表示高电平触发，为 8 的时候表示低电平触发。 bit[15:8]为 PPI 中断的 CPU 掩码。

// 常用的五个触发类型
enum {IRQ_TYPE_NONE     = 0x00000000,IRQ_TYPE_EDGE_RISING  = 0x00000001,IRQ_TYPE_EDGE_FALLING = 0x00000002,IRQ_TYPE_EDGE_BOTH    = (IRQ_TYPE_EDGE_FALLING | IRQ_TYPE_EDGE_RISING),IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH   = 0x00000004,IRQ_TYPE_LEVEL_LOW    = 0x00000008,...}

四、常用函数

1、request_irq()函数

申请中断，若申请成功会自动激活（使能）中断，不再需要我们手动去使能中断。
此函数可能会导致睡眠。

include/linux/interrupt.h

static inline int __must_check
request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags,const char *name, void *dev)

参数：
irq：要申请的中断号
handler：函数指针，指向中断处理函数，详见下（1）
flags：中断标志，可以在文件 include/linux/interrupt.h 里面查看所有的中断标志，详见下（2）
name：中断名字，设置以后可以在/proc/interrupts 文件中看到对应的中断名字。
dev：传递给中断处理函数的第二个参数，一般指向 device结构体变量，区分不同设备共用同一中断。如果将 flags 设置为 IRQF_SHARED的话， dev 用来区分不同的中断，一般情况下将dev 设置为设备结构体， dev 会传递给中断处理函数 irq_handler_t 的第二个参数。
返回值：
成功：0
失败：负数

（1）irq_handler_t

中断处理函数的数据类型

typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *);

参数1：中断处理函数对应的中断号
参数2：通用指针，需要与request_irq函数的dev参数保持一致

返回值详见下

irqreturn_t

enum irqreturn {// 不是本驱动程序的中断，不处理IRQ_NONE                = (0 << 0),// 正常处理IRQ_HANDLED             = (1 << 0),// 不使用中断处理函数来处理，使用中断下半部处理IRQ_WAKE_THREAD         = (1 << 1),
};typedef enum irqreturn irqreturn_t;

（2）flags

include/linux/interrupt.h
描述中断的特征
标志， bit[3:0]表示中断触发类型，为 1 的时候表示上升沿触发，为 2 的时候表示下降沿触发，为 4 的时候表示高电平触发，为 8 的时候表示低电平触发。 bit[15:8]为 PPI 中断的 CPU 掩码。

// 共享中断，可以有多个外设共同使用这个中断
#define IRQF_SHARED     0x00000080
// 此中断只出发一次
#define IRQF_ONESHOT        0x00002000
#define IRQF_TRIGGER_NONE   0x00000000
// 下面四个描述的就是中断的触发方式
#define IRQF_TRIGGER_RISING 0x00000001
#define IRQF_TRIGGER_FALLING    0x00000002
#define IRQF_TRIGGER_HIGH   0x00000004
#define IRQF_TRIGGER_LOW    0x00000008

2、free_irq()函数

释放中断

include/linux/interrupt.h

const void *free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)

参数：
irq：要释放的中断号
dev：传递给中断处理函数的第二个参数。如果中断设置为共享(IRQF_SHARED)的话，此参数用来区分具体的中断。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。

3、enable_irq()函数

使能中断

kernel/irq/manage.c

void enable_irq(unsigned int irq)

参数：
irq：要使能的中断号

4、disable_irq()函数

禁止中断，但是要等待中断执行完毕再禁止

kernel/irq/manage.c

void disable_irq(unsigned int irq)

参数：
irq：要禁止的中断号

5、disable_irq_nosync()函数

立即禁止中断，不等待中断执行完

kernel/irq/manage.c

void disable_irq_nosync(unsigned int irq)

参数：
irq：要禁止的中断号

6、local_irq_disable()宏

include/linux/irqflags.h

禁止处理器中断，就是禁止全部中断

#define local_irq_disable()  do { raw_local_irq_disable(); } while (0)

7、local_irq_enable()宏

include/linux/irqflags.h

打开处理器中断，就是使能所有中断

#define local_irq_enable()   do { raw_local_irq_enable(); } while (0)