linux驱动：（22）中断节点和中断函数

中断过程

中断上下文

注意

中断节点

中断过程

中断请求
中断响应
保护现场
中断处理
恢复现场
中断返回
中断屏蔽

中断上下文

中断的存在可以极大的提高 CPU 的运行效率，但是中断会打断内核进程中的正常调度和运行，所以为保证系统实时性，中断服务程序必须足够简短，但实际应用中某些时候发生中断时必须处理大量的事物，这时候如果都在中断服务程序中完成，则会严重降低中断的实时性基于这个原因，linux 系统提出了一个概念:把中断服务程序分为两部分:中断上文和中断下

中断上文:完成尽可能少切比较急的任务，中断上文的特点就是响应速度快。
中断下文:处理中断剩余的大量比较耗时间的任务，而且可以被新的中断打断

注意

中断上文越快越好，中断下文可以做比较耗时间的事情，但是不能死循环。
以前的可以嵌套，现在的不可以嵌套
如果中断简单，可以只写上文

中断节点

如果一个设备需要用到中断功能，开发人员就需要在设备树中配置好中断属性信息，因为设备树是用来描述硬件信息的，然后Linux内核通过设备树配置的中断属性来配置中断功能。

我们只需要关系怎么在设备树中指定中断，怎么在代码中获得中断就可以。其他的事情，比如设备树中的中断控制器，这些都是由原的 BSP 工程师帮我们写好了，我们不需要来修改他。

比如，在 xxxx.dtsi,文件，其中的 inc 节点就是xxxx 的中断控制器节点:

intc: interrupt-controller@00a0100{
    compatible = "arm,cortex-a7-gic";
    #interrupt-cells = <3>;//表示他的子节点是用3个cells来描述中断的
    interrupt-controller;//表示中断控制器
    reg = < 0x00a0100 0x1000>,
          < 0x00a02000 0x100>;
};

intc就是中断控制器，因为节点属性中有一个interrupt-controller;
#interrupt-cells = <3>表示他的子节点是用3个cells来描述中断的

gpio1: gpio@0x09c000{
compatible = "fsl,imx6ul-gpio","fsl,imx35-gpio";
reg = <0x0209c000 0x4000>;
interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};
上面的中断节点的子节点可以为gpio中断，我们分析一下gpio中断
gpio中断节点里面也有interrupt-controller;中断控制器属性
interrupts 属性中一个<>括号里面有三个参数，因为他的上一个节点intc中#interrupt-cells属性等于 <3>，这是对应的
- 第一个参数；中断类型，共享中断和私有中断
- 第二个参数；中断编号
- 第三个参数；触发类型在linux/irq.h中定义
#interrupt-cells = <2>;表示如果想用这个gpio节点就要用两个cells来描述这个节点

key{
#address-cells =<1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "key";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_key>;
key-gpio = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>;//KEY 0
interrupt_parent = <&gpio1>
interrupts = <18 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>;//双边沿触发
status = "okay";
}
现在这个是接在上面gpio中断节点上面的外设，是一个按键中断，通过中断来获取按键的键值
compatible是与驱动名字name匹配的
pinctrl和gpio子系统
- 第5，6，7行设置为了gpio功能，按键的输入
- key-gpio要设置为引脚复用gpio
描述中断
- 第8，9行是描述中断的
- interrupt_parent表示我们要使用gpio1的中断控制器，因为我们这个按键属于gpio1组
- interrupts表示设置中断源，这个<>括号里面的参数就要根据中断控制器中的interrupt-cells属性来决定要多少个值
  - 第一个参数；要用的中断，也就是io口号
  - 第二个参数；触发类型在linux/irq.h中定义

步骤

根据上面分析，如果我们要设置gpio中断，就只需要两步，

第一步是将io设置成gpio
第二步是用interrupt_parent和interrupts来描述中断并绑定什么中断控制器

中断函数

获取设备节点的中断号函数

编写驱动的时候需要用到中断号，每一个中断都有中断号，我们用到中断号，中断信息已经写到了设备树里面，因此可以通过 irq_of_parse_and_map 函数从 interupts 属性中提取到对应的设备号，函数原型如下:

unsigned int irq_of_parse_and_map(sturct device_node *dev,int index)

参数
- dev：设备节点
- index：索引号，interupts可能包含多个中断信息，通过index指定要获取的信息
返回值
- 中断号

获取对应io口的终端号

int gpio_to_irq(unsigned int gpio)

参数
- gpio：要获取的gpio编号
返回值
- gpio对应的中断号

申请中断函数

同 GPI0 一样，在Linux内核里面，如果我们要使用某个中断也是需要申请的

int reguest_irq(unsigned int irq,irq_handler_t handler,unsigned long flags,const char *name,void *dev)

参数
- irq：要申请中断的中断号
- handler：中断处理函数
- flags：中断标志位，在linux/interrupt.h中定义
- name：自定义中断名字，启动后可以在/proc/interrupts中看到
- dev：传递给中断函数的第二个参数
返回值
- 0成功，负值失败，-EBUSY已经被申请了

中断梳理函数

irqreturn_t(*irq_handler_t)(int,void *)

参数
- 第一个参数：要中断处理函数要相应的中断号
- 第二个参数：通用指针，要与传递进来参数的类型保持一致，用于区分共享中断的不同设备，也可以指向设备数据结构

返回值

irqreturn_t是一个枚举类型，返回一般形式是return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED)

enum irqreturn{
    IRQ_NONE = (0 << 0),
    IRQ_HANDLED = (1 << 0),
    IRQ_WAKE_THREAD = (1 << 1),
};
typedef enum irqreturn irqreturn_t

释放对应中断

中断使用完成以后就要通过 free_irq 函数释放掉相应的中断。如果中断不是共享的,那么 free_irq 会删除中断处理函数并且禁止中断

void free_irq(unsigned int irq,void *dev)

参数
- irq：要释放的中断号
- dev：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。