《Linux设备驱动程序》（十六）-中断处理

设备与处理器之间的工作通常来说是异步，设备数据要传递给处理器通常来说有以下几种方法：轮询、等待和中断。

让CPU进行轮询等待总是不能让人满意，所以通常都采用中断的形式，让设备来通知CPU读取数据。

2.6内核的函数参数与现在的参数有所区别，这里都主要介绍概念，具体实现方法需要结合具体的内核版本。

request_irq函数申请中断，返回0表示申请成功，其他返回值表示申请失败，其具体参数解释如下：

flags 掩码可以使用以下几个：

快速和慢速处理例程 ：现代内核中基本没有这两个概念了，使用SA_INTERRUPT位后，当中断被执行时，当前处理器的其他中断都将被禁止。通常不要使用SA_INTERRUPT标志位，除非自己明确知道会发生什么。

共享中断 ：使用共享中断时，一方面要使用SA_SHIRQ位，另一个是request_irq中的dev_id必须是唯一的，不能为NULL。这个限制的原因是：内核为每个中断维护了一个共享处理例程的列表，例程中的dev_id各不相同，就像设备签名。如果dev_id相同，在卸载的时候引起混淆（卸载了另一个中断），当中断到达时会产生内核OOP消息。

共享中断需要满足以下一个条件才能申请成功：

当不需要使用该中断时，需要使用free_irq释放中断。

通常我们会在模块加载的时候申请安装中断处理例程，但书中建议：在设备第一次打开的时候安装，在设备最后一次关闭的时候卸载。

如果要查看中断触发的次数，可以查看 /proc/interrupts 和 /proc/stat。

书中讲述了如何自动检测中断号，在嵌入式开发中通常都是查看原理图和datasheet来直接确定。

自动检测的原理如下：驱动程序通知设备产生中断，然后查看哪些中断信号线被触发了。Linux提供了以下方法来进行探测：

探测工作耗时较长，建议在模块加载的时候做。

中断处理函数和普通函数其实差不多，唯一的区别是其运行的中断上下文中，在这个上下文中有以下注意事项：

中断处理函数典型用法如下：

中断处理函数的参数和返回值含义如下：

返回值主要有两个：IRQ_NONE和IRQ_HANDLED。

对于中断我们是可以进行开启和关闭的，Linux中提供了以下函数 *** 作单个中断的开关：

该方法可以在所有处理器上禁止或启用中断。

需要注意的是：

如果要关闭当前处理器上所有的中断，则可以调用以下方法：

local_irq_save 会将中断状态保持到flags中，然后禁用处理器上的中断；如果明确知道中断没有在其他地方被禁用，则可以使用local_irq_disable，否则请使用local_irq_save。

locat_irq_restore 会根据上面获取到flags来恢复中断；local_irq_enable 会无条件打开所有中断。

在中断中需要做一些工作，如果工作内容太多，必然导致中断处理所需的时间过长；而中断处理又要求能够尽快完成，这样才不会影响正常的系统调度，这两个之间就产生了矛盾。

现在很多 *** 作系统将中断分为两个部分来处理上面的矛盾：顶半部和底半部。

顶半部就是我们用request_irq来注册的中断处理函数，这个函数要求能够尽快结束，同时在其中调度底半部，让底半部在之后来进行后续的耗时工作。

顶半部就不再说明了，就是上面的中断处理函数，只是要求能够尽快处理完成并返回，不要处理耗时工作。

底半部通常使用tasklet或者工作队列来实现。

tasklet的特点和注意事项：

工作队列的特点和注意事项：

1、信号：传递给 Liunx 的事件发生通知机制。

2、kill -l：显示所有信号。一共有62个信号（没有32、33）。

3、常用的信号有：

kill -2 PID —— 正常中断进程（Ctrl + C 一样）。程序在结束之前,能够保存相关数据,然后再退出。

kill -9 PID —— 强制杀死一个进程。

kill -15 PID —— 正常方式终止一个程序。中断进程时应首先用 -15，以便于其能够预先清理临时文件和释放资源。-9 作为最后手段，应对那些失控的进程。

--------------------------------------------------------------------------------

1）、kill -2 中断后台运行的进程。

红色下划线：sleep 10000 &—— 后台运行延时 10000 秒的命令，进程 ID 为1516。

ps -j —— 以作业格式列出进程信息，可以看到 1516 sleep 命令的进程。

（PID：进程 ID、PGID：线程组 ID、SID：会话 ID、TTY：进程运行的终端，标识那个终端控制。（pts远程终端、tty系统终端）、TIME：进程运行的时间 和 CMD：命令的名称和参数）。

jobs -l —— 列出后台运行的命令，可以看到 1516 sleep 命令正在后台运行。

黄色下划线：kill -2 1516 —— 中断1516 进程。执行成功后，按 Enter 回车系统会给出提示Interrupt 提示（中断进程）。

蓝色方框：ps -j 已查询不到 1516 sleep 的进程。jobs -l 也没有后台运行的命令。

2）、kill -2 配合 fg 查看中断挂起的进程。

红色下划线：前台执行 sleep 10000 （延时10000秒）后 ctrl + z 挂起。

黄色下划线：ps -j 查看进程，可以看到 1344 sleep 进程。jobs -l 查看后台进程 1344 的状态是stopped 暂停状态。

蓝色下划线：kill -2 1344 中断 1344 进程。

绿色下划线：ps -j 查看进程，仍有 1344 sleep 进程。jobs -l 查看后台进程 1344 的状态是stopped 暂停状态。

暂时这样看，好像 kill -2 并没有起到中断进程的作用。

然而，用 fg 把后台的命令调至前台运行时可以发现 1344 sleep 已经被中断。

红色下划线：fg 把已经执行了 kill -2， 状态为 stopped 的1344 sleep命令调至前台执行。系统也反馈已经调至前台执行。（此时，实际上已经执行了 kill -2 中断了进程）

黄色方框：ps -j 已经没有了 1344 sleep 的进程。

蓝色方框：jobs -l 后台也没有指令。

3）、kill -2 配合 bg 查看中断挂起的进程。

通过上面的思路，kill -2 配合 bg 实验看看效果。同样的首先挂起一个命令，状态为 stopped 暂停。然后用 bg 命令恢复执行。

前面的步骤都是一样，挂起一个命令。通过 ps 和 jobs 查看进程和后台确认有 1379 的进程，状态为 stopped 暂停。然后执行 kill-2 中断进程，再次通过ps 和 jobs 查看进程和后台命令。确认状态为 stopped  1379 的进程仍然存在。

此时，用 bg 恢复运行挂起的命令，系统提示 sleep 命令已恢复在后台运行。然而通过 ps -j 查看进程会发现 sleep 已经被中断。jobs -l 查看后台也没有了运行的 sleep 命令了。

从实验上看：

1、后台命令运行时（Running），执行 kill -2 可以中断进程。

2、挂起命令，处于暂停状态时（Stopped），执行 kill -2 后通过 ps 还可以查询到进程， jobs还可以查询到后台命令，状态仍然是 Stopped 暂停状态。实际上，用 fg 把暂停的后台进程调至前台运行时，系统反馈 sleep 命令调至前台运行。而再用 ps 查询不到进程，已经中断了进程。用 jobs 已经查询不到后台命令。

3、挂起命令，处于暂停状态时（Stopped），执行 kill -2 后通过 ps 还可以查询到进程， jobs还可以查询到后台命令，状态仍然是 Stopped 暂停状态。用 bg 把暂停的后台命令恢复运行时，系统反馈 sleep 命令在后台运行。再用 ps 查询进程已经中断，用 jobs 已经查询不到后台命令。

---