概念

内核在处理中断请求时，要求在单位时间内可以处理尽可能多的中断，也就是系统要求处理中断的吞吐率要尽可能地大。这就要求中断处理程序要尽可能地短小精悍，并且不能有耗时操作。但是大多数的中断处理程序是很复杂的，很难在短时间内处理完毕。为了提高系统的响应能力和并发能力，需要解决平衡中断处理程序时间要求短和工作量要大的问题，SylixOS 将中断处理分为两个阶段，也就是顶半部和底半部：

顶半部完成的一般是紧急的硬件操作，一般包括读取寄存器中的中断状态，清除中断标志，将底半部处理程序挂到底半部的执行队列中去；
底半部完成大部分的耗时操作，并且可以被新的中断打断。

如果中断处理程序足够简单，则不需要分为顶半部和底半部，直接在顶半部完成即可。SylixOS 实现底半部的机制是中断延迟工作队列（InterDefer）。

接口

接口	说明
API_InterDeferGet	获得对应 CPU 的中断延迟队列
API_InterDeferContext	是否在中断延迟队列任务上下文
API_InterDeferJobAdd	向中断延迟处理队列加入任务
API_InterDeferJobDelete	从中断延迟处理队列删除任务

实现

中断延迟工作队列基于内核工作队列实现，同时创建优先级为0（最高优先级）的执行线程。对于多核处理器可以选择每个核有自己独立的工作队列，也可以和单核一样使用单一工作队列模式。

/*********************************************************************************************************
**
**                                    中国软件开源组织
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**                                   嵌入式实时操作系统
**
**                                SylixOS(TM)  LW : long wing
**
**                               Copyright All Rights Reserved
**
**--------------文件信息--------------------------------------------------------------------------------
**
** 文   件   名: InterDefer.c
**
** 创   建   人: Han.Hui (韩辉)
**
** 文件创建日期: 2016 年 05 月 09 日
**
** 描        述: 中断延迟队列处理.
*********************************************************************************************************/
#define  __SYLIXOS_KERNEL
#include "../SylixOS/kernel/include/k_kernel.h"
/*********************************************************************************************************裁剪配置
*********************************************************************************************************/
#if LW_CFG_ISR_DEFER_EN > 0
/*********************************************************************************************************每一个 CPU 的 DEFER ISR QUEUE
*********************************************************************************************************/
#if (LW_CFG_SMP_EN > 0) && (LW_CFG_ISR_DEFER_PER_CPU > 0)
static LW_JOB_QUEUE     _K_jobqIsrDefer[LW_CFG_MAX_PROCESSORS];
static LW_JOB_MSG       _K_jobmsgIsrDefer[LW_CFG_MAX_PROCESSORS][LW_CFG_ISR_DEFER_SIZE];
#else
static LW_JOB_QUEUE     _K_jobqIsrDefer[1];
static LW_JOB_MSG       _K_jobmsgIsrDefer[LW_CFG_ISR_DEFER_SIZE];
#endif                                                                  /*  LW_CFG_SMP_EN > 0           */
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: __interDeferTask
** 功能描述: 获得中断堆栈使用量
** 输　入  : ulCPUId                       CPU 号
**           pstFreeByteSize               空闲堆栈大小   (可为 LW_NULL)
**           pstUsedByteSize               使用堆栈大小   (可为 LW_NULL)
** 输　出  :
** 全局变量:
** 调用模块:
*********************************************************************************************************/
static PVOID  _interDeferTask (PVOID  pvArg)
{PLW_JOB_QUEUE   pjobq = (PLW_JOB_QUEUE)pvArg;for (;;) {_jobQueueExec(pjobq, LW_OPTION_WAIT_INFINITE);}return  (LW_NULL);
}
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: _interDeferInit
** 功能描述: 初始化中断延迟处理
** 输　入  : NONE
** 输　出  : NONE
** 全局变量:
** 调用模块:
*********************************************************************************************************/
VOID  _interDeferInit (VOID)
{CHAR                  cDefer[LW_CFG_OBJECT_NAME_SIZE] = "t_isrdefer";LW_CLASS_THREADATTR   threadattr;LW_OBJECT_HANDLE      ulId;#if (LW_CFG_SMP_EN > 0) && (LW_CFG_ISR_DEFER_PER_CPU > 0)INT                   i;LW_CLASS_CPUSET       cpuset;LW_CPU_ZERO(&cpuset);API_ThreadAttrBuild(&threadattr, LW_CFG_THREAD_DEFER_STK_SIZE, LW_CFG_ISR_DEFER_PRIO, (LW_OPTION_THREAD_STK_CHK | LW_OPTION_THREAD_SAFE | LW_OPTION_OBJECT_GLOBAL |LW_OPTION_THREAD_DETACHED |LW_OPTION_THREAD_AFFINITY_ALWAYS), LW_NULL);LW_CPU_FOREACH (i) {if (_jobQueueInit(&_K_jobqIsrDefer[i], &_K_jobmsgIsrDefer[i][0], LW_CFG_ISR_DEFER_SIZE, LW_FALSE)) {_DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "can not create ISR defer queue.\r\n");return;}lib_itoa(i, &cDefer[10], 10);API_ThreadAttrSetArg(&threadattr, &_K_jobqIsrDefer[i]);ulId = API_ThreadInit(cDefer, _interDeferTask, &threadattr, LW_NULL);if (ulId == LW_OBJECT_HANDLE_INVALID) {_DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "can not create ISR defer task.\r\n");return;}LW_CPU_SET(i, &cpuset);API_ThreadSetAffinity(ulId, sizeof(LW_CLASS_CPUSET), &cpuset);  /*  锁定到指定 CPU              */LW_CPU_CLR(i, &cpuset);API_ThreadStart(ulId);}#elseif (_jobQueueInit(&_K_jobqIsrDefer[0], &_K_jobmsgIsrDefer[0], LW_CFG_ISR_DEFER_SIZE, LW_FALSE)) {_DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "can not create ISR defer queue.\r\n");return;}API_ThreadAttrBuild(&threadattr, LW_CFG_THREAD_DEFER_STK_SIZE, LW_CFG_ISR_DEFER_PRIO, (LW_OPTION_THREAD_STK_CHK | LW_OPTION_THREAD_SAFE | LW_OPTION_OBJECT_GLOBAL |LW_OPTION_THREAD_DETACHED |LW_OPTION_THREAD_AFFINITY_ALWAYS), &_K_jobqIsrDefer[0]);ulId = API_ThreadInit(cDefer, _interDeferTask, &threadattr, LW_NULL);if (ulId == LW_OBJECT_HANDLE_INVALID) {_DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "can not create ISR defer task.\r\n");return;}API_ThreadStart(ulId);
#endif                                                                  /*  LW_CFG_SMP_EN > 0           */
}                                                                       /*  LW_CFG_ISR_DEFER_PER_CPU    */
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: API_InterDeferGet
** 功能描述: 获得对应 CPU 的中断延迟队列
** 输　入  : ulCPUId       CPU 号
** 输　出  : 中断延迟队列
** 全局变量:
** 调用模块: API 函数
*********************************************************************************************************/
LW_API
PLW_JOB_QUEUE  API_InterDeferGet (ULONG  ulCPUId)
{if (ulCPUId >= LW_NCPUS) {_ErrorHandle(ERANGE);return  (LW_NULL);}#if (LW_CFG_SMP_EN > 0) && (LW_CFG_ISR_DEFER_PER_CPU > 0)return  (&_K_jobqIsrDefer[ulCPUId]);
#elsereturn  (&_K_jobqIsrDefer[0]);
#endif                                                                  /*  LW_CFG_SMP_EN > 0           */
}                                                                       /*  LW_CFG_ISR_DEFER_PER_CPU    */
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: API_InterDeferJobAdd
** 功能描述: 向中断延迟处理队列加入一个任务
** 输　入  : pjobq         队列
**           pfunc         处理函数
**           pvArg         处理参数
** 输　出  : ERROR CODE
** 全局变量:
** 调用模块: API 函数
*********************************************************************************************************/
LW_API
ULONG  API_InterDeferJobAdd (PLW_JOB_QUEUE  pjobq, VOIDFUNCPTR  pfunc, PVOID  pvArg)
{if (!pjobq) {_ErrorHandle(EINVAL);return  (EINVAL);}return  (_jobQueueAdd(pjobq, pfunc, pvArg, LW_NULL, LW_NULL, LW_NULL, LW_NULL, LW_NULL));
}
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: API_InterDeferJobDelete
** 功能描述: 从中断延迟处理队列删除任务
** 输　入  : pjobq         队列
**           bMatchArg     是否进行参数匹配判断
**           pfunc         处理函数
**           pvArg         处理参数
** 输　出  : NONE
** 全局变量:
** 调用模块: API 函数
*********************************************************************************************************/
LW_API
ULONG  API_InterDeferJobDelete (PLW_JOB_QUEUE  pjobq, BOOL  bMatchArg, VOIDFUNCPTR  pfunc, PVOID  pvArg)
{if (!pjobq) {_ErrorHandle(EINVAL);return  (EINVAL);}_jobQueueDel(pjobq, (bMatchArg) ? 1 : 0,pfunc, pvArg, LW_NULL, LW_NULL, LW_NULL, LW_NULL, LW_NULL);return  (ERROR_NONE);
}#endif                                                                  /*  LW_CFG_ISR_DEFER_EN > 0     */
/*********************************************************************************************************END
*********************************************************************************************************/

用法

下列代码展示了 SylixOS 中断底半部在驱动开发中的使用，内核模块设置某个 GPIO 的中断处理函数并使能中断，当产生对应的按键中断时，中断处理函数会清除中断，并将耗时操作插入到中断延迟队列中，卸载内核模块时清除该 GPIO 的相关设置并删除工作队列。

#define __SYLIXOS_STDIO
#define __SYLIXOS_KERNEL
#include <SylixOS.h>
#include <module.h>#define KEY_NUM 36PVOID _G_pvWorkQueue;
static INT _G_iIrqNum;static VOID __workHandler(PVOID  pvArg)
{printk("work handler function start.\n");API_TimeSSleep(5);printk("work handler function stop.\n");
}static irqreturn_t GpioIsr (INT iGpioNum, ULONG ulVector)
{API_GpioClearIrq(iGpioNum);API_InterDeferJobAdd(API_InterDeferGet(0), __workHandler, NULL);return (LW_IRQ_HANDLED);
}void module_init (void)
{INT iError;iError = API_GpioRequestOne(KEY_NUM, LW_GPIOF_IN, "KEY");if (iError != ERROR_NONE) {printk("failed to request gpio %d!\n", KEY_NUM);return;}_G_iIrqNum = API_GpioSetupIrq(KEY_NUM, LW_FALSE, 0);if (_G_iIrqNum == PX_ERROR) {printk("failed to setup gpio %d irq!\n", KEY_NUM);return;}iError = API_InterVectorConnect((ULONG)_G_iIrqNum,(PINT_SVR_ROUTINE)GpioIsr,(PVOID)KEY_NUM,"GpioIsr");if (iError != ERROR_NONE) {printk("failed to connect GpioIsr!\n");return;}API_InterVectorEnable(_G_iIrqNum);printk("interrupt_module init!\n");
}void module_exit (void)
{API_InterVectorDisconnect((ULONG)_G_iIrqNum,(PINT_SVR_ROUTINE)GpioIsr,(PVOID)KEY_NUM);API_GpioFree(KEY_NUM);printk("interrupt_module exit!\n");
}

在 SylixOS Shell 下装载模块，然后通过按下指定的按键触发中断：

#insmod ./interrupt.ko
interrupt_module init!
module interrupt.ko register ok, handle: 0x13338f0
work handler function start.
work handler function stop.

在 SylixOS Shell 下卸载模块：

#rmmod interrupt.ko
interrupt_module exit!
module /lib/modules/interrupt.ko unregister ok.

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SylixOS中断延迟队列

概念

接口

实现

用法

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