《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。

26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：

以装载和卸载模块为例：

1、首先输入代码

#include <linux/inith>

#include <linux/moduleh>

2、然后输入下方的代码：

static int my_init(void)

{

                    return  0;

}

static void my_exit(void)

3、然后在输入下方的代码：

{

                    return;

}

module_init(my_init);

module_exit(my_exit);这样就完成了。

驱动程序识别设备时，有以下两种方法：

(1)驱动程序本身带有设备的信息，比如开始地址、中断号等:加载驱动程序时，就可以根据这些信息来识别设备。

(2)驱动程序本身没有设备的信息，但是内核中已经(或以后)根据其他方式确定了很多设备的信息;加载驱动程序时，将驱动程序与这些设备逐个比较，确定两者是否匹配(match)。如果驱动程序与某个设备匹配，就可以通过该驱动程序 *** 作这个设备了。内核常使用第二种方法来识别设备，这可以将各种设备集中在-一个文件中管理，当开发板的配置改变时，便于修改代码。在内核文件include/linux/platform _deviceh 中，定义了两个数据结构来表示这些设备和驱动程序: platform_ device 结构用来描述设备的名称、ID、所占用的资源(比如内存地址/大小、中断号)等; platform_ driver 结构用来描述各种 *** 作函数, 比如枚举函数、移除设备函数、驱动的名称等。内核启动后，首先构造链表将描述设备的platform_device结构组织起来，得到一一个设备的列表:当加载某个驱动程序的platform_ driver 结构时，使用一些匹配函数来检查驱动程序能否支持这些设备，常用的检查方法很简单:比较驱动程序和设备的名称。

Linux内核API文档可以在官方网站上找到。Linux内核API文档包括内核函数、数据类型、宏定义等内容，可以在Linux官方网站的文档页面中找到。这些文档通常包含了针对不同内核版本的API接口，可以帮助开发人员编写和调试Linux内核驱动程序。另外，也可以通过阅读相关的书籍和网络教程来学习和理解Linux驱动开发的相关知识和技术。

linux的驱动一般有两种格式，分别为：tar和rpm格式。

rpm安装步骤：

1．将驱动程序文件bcm5700-srcrpm复制到一个临时目录中，并在此目录中运行以下命令：

rpm –ivh bcm5700-srcrpm

2．运行以下命令切换到驱动目录中：

cd /usr/src/redhat/SPECS/

3．此目录中会生成一个名字为bcm5700spec的文件，运行以下命令对驱动程序进行编译：

rpmbuild –bb bcm5700spec （对4xx版本的RPM适用）或 rpm -bb bcm5700spec

4．运行以下命令切换到RPM目录中：

cd /usr/src/redhat/RPMS/i386/

5．运行以下命令安装驱动程序：

rpm –ivh bcm5700-i386rpm （对于Red Hat 72, 73, 21AS和其他包含老版本驱动的系统需要使用--force的参数，强制用新的驱动替换系统自带的老版本驱动）

6．运行以下命令加载驱动模块：

insmod bcm5700

7．运行kudzu命令，系统会自动搜索到硬件，进行配置即可。

或者重新启动系统，启动过程中系统会自动找到硬件，进行相应配置即可。

tar格式安装步骤：

1 将驱动程序压缩文件bcm5700-targz复制到一个临时目录中，并使用以下命令解压缩：

tar xvzf bcm5700-targz

2．构建驱动程序为运行内核可加载模块

cd bcm5700-/src

make

3．加载测试

insmod bcm5700

4．加载驱动程序

make install

5．重新启动系统，启动过程中找到硬件，进行相应配置。

或者直接运行kudzu命令，系统会自动搜索到硬件，进行配置即可。

一、查看网卡型号和机器位数

1、查看网卡型号

linux系统下通过以下命令，可以查看当前的网卡驱动信息；

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost zhangy]# lspci |grep -i eth

03:000 Ethernet controller: Realtek Semiconductor Co, Ltd RTL8111/8168B PCI Express Gigabit Ethernet controller (rev 06)

[/box]

2、查看机器位数

驱动程序是要区分系统是32位系统还是64位系统的， 所以通过以下linux命令，就可以知道 *** 作系统的位数了；

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost ~]# uname -a

Linux localhostlocaldomain 2618-308131el5PAE #1 SMP Tue Aug 21 17:50:26 EDT 2012 i686 i686 i386 GNU/Linux

[/box]

下载前先看一下你的网卡驱动，如果是最新的就不用在重新装了。

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost zhangy]# ethtool -i eth0

driver: r8169

version: 23LK-1-NAPI

firmware-version:

bus-info: 0000:03:000

[/box]

RTL8111/8168B就是网卡的型号，这样你可以网卡的型号来找一下网卡驱动的官方网站，然后下载最新的网卡驱动，驱动分64位和32位的，i386,i686是32位的机器，x86_64表示是64位的机器，不要选错驱动了。

二、下载驱动，并安装

1、解压

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost download]# tar jxvf r8168-803200tarbz2

[/box]

2、安装

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost r8168-803200]# make && make install

[/box]

如果报以下错误

make -C /lib/modules/2618-30882el5PAE/build SUBDIRS=/home/zhangy/r8168-803200/src INSTALL_MOD_DIR=kernel/drivers/net modules_install

make: /lib/modules/2618-30882el5PAE/build: 没有那个文件或目录。 停止。

make: [install] 错误 2

说明你kernel源码没有安装。安装kernel源码

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost r8168-803200]# yum install kernel-xen kernel-xen-devel kernel \

> kernel-PAE kernel-PAE-devel kernel-devel kernel-headers

[/box]

安装完以后，一定要重启机器。不然下面 *** 作就过不去了，会报FATAL: Module r8168 not found

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost r8168-803200]# depmod -a

[root@localhost r8168-803200]# modprobe r8168

[/box]

编辑配置文件/etc/modprobecof，如果以前没有添加alias eth0 r8168，如果已经有了修改一下成alias eth0 r8168。

查一下驱动是不是加载了，如果有以下内容说明驱动安装成功了。

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost r8168-803200]# lsmod |grep r8168

r8168 231132 0

[/box]

必须重新启动一下机器，用ethtool查看驱动才会改变，不然还是老样子。下面是新的驱动。

[box color="white" icon="none"]

[root@localhost ~]# ethtool -i eth0

driver: r8168

version: 803200-NAPI

firmware-version:

bus-info: 0000:02:000

[/box]

在24内核中，加载驱动命令为：insmod ,删除模块为：rmmod；

在26以上内核中，除了insmod与rmmod外，加载命令还有modprobe；

insmod与modprobe不同之处：

insmod 绝对路径/××o，而modprobe ××即可，不用加ko或o后缀，也不用加路径；最重要的一点是：modprobe同时会加载当前模块所依赖的其它模块；

lsmod查看当前加载到内核中的所有驱动模块，同时提供其它一些信息，比如其它模块是否在使用另一个模块。

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