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linux中断号指的是什么

时间:2024-7-30 09:27     作者:韩俊     分类: Linux


本篇内容主要讲解“linux中断号指的是什么”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“linux中断号指的是什么”吧!

linux中断号是系统分配给每个中断源的代号,以便识别和处理;在采用向量中断方式的中断系统中,CPU必须通过它才可以找到中断服务程序的入口地址,实现程序的转移。

中断号与中断编程:

1、中断号

  中断号是系统分配给每个中断源的代号,以便识别和处理。在采用向量中断方式的中断系统中,CPU必须通过它才可以找到中断服务程序的入口地址,实现程序的转移。

  在ARM裸机中实现中断需要配置:

 I/O口为中断模式,触发方式,I/O口中断使能
设置GIC中断使能,分发配置,分发总使能,CPU外部中断接口使能,中断优先级

  在linux内核中实现中断,只需要知道:

中断号是什么,怎么得到中断号
中断处理方法

 2、获取中断号的方法:

/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts

  1)看原理图,芯片手册找到中断源对应的中断号SPI Port  No

  

  

  2)进入设备树,在

arch/arm/boot/dts/exynos4x12-pinctrl.dtsi

gpx1: gpx1 {
                    gpio-controller;
                    #gpio-cells = <2>;

                    interrupt-controller;  //中断控制器
                    interrupt-parent = <&gic>;  //继承于gic
                    interrupts = <0 24 0>, <0 25 0>, <0 26 0>, <0 27 0>,
                                 <0 28 0>, <0 29 0>, <0 30 0>, <0 31 0>;
                    #interrupt-cells = <2>; //子继承的interrupts的长度
            };

  括号中的24、 25等对应于SPI Port No,以上是系统中已经定义好的节点

在编程中,需要定义自己的节点,用来描述按键,打开可编辑的设备树文件:

arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts,进入文件。

  3)定义节点,描述当前设备用的中断号

1 key_int_node{
2             compatible = "test_key";
3             interrupt-parent = <&gpx1>;  //继承于gpx1
4             interrupts = <2 4>;      //2表示第几个中断号,4表示触发方式为下降沿5         };               //interrupts里长度由父母的-cell决定

  再举个栗子,设置k4 --- GPX3_2(XEINT26) 的节点,中断号

1 key_int_node{
2              compatible = "test_key";
3              interrupt-parent = <&gpx3>;  //继承于gpx3
4              interrupts = <2 4>;      //2表示第2个中断号,4表示触发方式为下降沿
5          };

    中断号的定位方法:

    看I/O引脚,GPX1_2,中断号就是GPX1里面的第2个

  4)编译设备树:make dtbs

    更新设备树文件: cp  -raf arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dtb   /tftpboot/

    查看定义的节点:在根目录的 proc/device-tree/目录下  

  

3、实现中断处理方法

  在驱动中通过代码获取到中断号,并且申请中断

  先看一下中断相关的函数:

1 a,获取到中断号码:
 2     int get_irqno_from_node(void)
 3     {
 4         // 获取到设备树中的节点
 5         struct device_node *np = of_find_node_by_path("/key_int_node");
 6         if(np){
 7             printk("find node ok
");
 8         }else{
 9             printk("find node failed
");
10         }
11 
12         // 通过节点去获取到中断号码
13         int irqno = irq_of_parse_and_map(np, 0);
14         printk("irqno = %d
", irqno);
15         
16         return irqno;
17     }
18 b,申请中断
19 int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char * name, void * dev)
20     参数1: irq     设备对应的中断号
21     参数2: handler     中断的处理函数
22             typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *);
23     参数3:flags     触发方式
24             #define IRQF_TRIGGER_NONE    0x00000000  //内部控制器触发中断的时候的标志
25             #define IRQF_TRIGGER_RISING    0x00000001 //上升沿
26             #define IRQF_TRIGGER_FALLING    0x00000002 //下降沿
27             #define IRQF_TRIGGER_HIGH    0x00000004  // 高点平
28             #define IRQF_TRIGGER_LOW    0x00000008 //低电平触发
29     参数4:name     中断的描述,自定义,主要是给用户查看的
30             /proc/interrupts
31     参数5:dev     传递给参数2中函数指针的值
32     返回值: 正确为0,错误非0
33 
34 
35     参数2的赋值:即中断处理函数
36     irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid)
37     {
38         return IRQ_HANDLED;
39     }
43     
44 c, 释放中断:
45         void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)
46         参数1: 设备对应的中断号
47         参数2:与request_irq中第5个参数保持一致

代码实现获取中断号,并注册中断,按下按键引发中断,打印信息

1 #include <linux/init.h>
2 #include <linux/module.h>
3 #include <linux/fs.h>
4 #include <linux/device.h>
5 #include <asm/uaccess.h>
6 #include <asm/io.h>
7 #include <linux/slab.h>
8 #include <linux/of.h>
9 #include <linux/of_irq.h>
10 #include <linux/interrupt.h>
11
12 int irqno;    //中断号
13
14
15 irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid)
16 {
17     printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
18     return IRQ_HANDLED;
19 }
20
21
22 //获取中断号
23 int get_irqno_from_node(void)
24 {
25     //获取设备树中的节点
26     struct device_node *np = of_find_node_by_path("/key_int_node");
27     if(np){
28         printk("find node success ");
29     }else{
30         printk("find node failed ");
31     }
32
33     //通过节点去获取中断号
34     int irqno = irq_of_parse_and_map(np, 0);
35     printk("iqrno = %d",irqno);
36
37     return irqno;
38 }
39
40
41
42 static int __init key_drv_init(void)
43 {
44     //演示如何获取到中断号
45     int ret;
46    
47     irqno = get_irqno_from_node();
48
49     ret = request_irq(irqno, key_irq_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,
50         "key3_eint10", NULL);
51     if(ret != 0)
52     {
53         printk("request_irq error ");
54         return ret;
55     }
56    
57     return 0;
58 }
59
60 static void __exit key_drv_exit(void)
61 {
62     free_irq(irqno, NULL);  //free_irq与request_irq的最后一个参数一致
63 }
64
65
66
67 module_init(key_drv_init);
68 module_exit(key_drv_exit);
69
70 MODULE_LICENSE("GPL");
key_drv.c

key_drv.c

测试效果:

按键按下,打印信息,但出现了按键抖动

cat /proc/interrupt

  4、 中断编程 --- 字符设备驱动框架

// 1,设定一个全局的设备对象
key_dev = kzalloc(sizeof(struct key_desc),  GFP_KERNEL);
// 2,申请主设备号
key_dev->dev_major = register_chrdev(0, "key_drv", &key_fops);
// 3,创建设备节点文件
key_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "key_cls");
key_dev->dev = device_create(key_dev->cls, NULL, MKDEV(key_dev->dev_major,0), NULL, "key0");
// 4,硬件初始化:
        a.地址映射
        b.中断申请

  5、驱动实现将硬件所产生的数据传递给用户

  1)硬件如何获取数据

key: 按下和抬起: 1/0读取key对应的gpio的状态,可以判断按下还是抬起
    
读取key对应gpio的寄存器--数据寄存器 
//读取数据寄存器int value = readl(key_dev->reg_base + 4) & (1<<2);

   2)驱动传递数据给用户

在中断处理中填充数据:
    key_dev->event.code = KEY_ENTER;
    key_dev->event.value = 0;
在xxx_read中奖数据传递给用户
    ret = copy_to_user(buf, &key_dev->event,  count);

  3)用户获取数据

    while(1)
   {
       read(fd, &event, sizeof(struct key_event));        if(event.code == KEY_ENTER)
       {            if(event.value)
           {
               printf("APP__ key enter pressed ");
           }else{
               printf("APP__ key enter up ");
           }
       }
   }

  6、示例:

1 #include <linux/init.h>
 2 #include <linux/module.h>
 3 #include <linux/of.h>
 4 #include <linux/of_irq.h>
 5 #include <linux/interrupt.h>
 6 #include <linux/slab.h>
 7 #include <linux/fs.h>
 8 #include <linux/device.h>
 9 #include <linux/kdev_t.h>
10 #include <linux/err.h>
11 #include <linux/device.h>
12 #include <asm/io.h>
13 #include <asm/uaccess.h>
14
15
16 #define GPXCON_REG 0X11000C20   //不可以从数据寄存器开始映射,要配置寄存器
17 #define KEY_ENTER  28
18
19 //0、设计一个描述按键的数据的对象
20 struct key_event{
21     int code;    //按键类型:home,esc,enter
22     int value;   //表状态,按下,松开
23 };
24
25 //1、设计一个全局对象——— 描述key的信息
26 struct key_desc{
27     unsigned int dev_major;
28     int irqno;  //中断号
29     struct class  *cls;
30     struct device *dev;
31     void *reg_base;
32     struct key_event event;
33 };
34
35 struct key_desc *key_dev;
36
37
38 irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid)
39 {
40     printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
41
42     int value;
43     //读取按键状态
44     value = readl(key_dev->reg_base + 4) & (0x01<<2);
45    
46     if(value){
47         printk("key3 up ");
48         key_dev->event.code  = KEY_ENTER;
49         key_dev->event.value = 0;
50     }else{
51         printk("key3 down ");
52         key_dev->event.code  = KEY_ENTER;
53         key_dev->event.value = 1;
54     }
55     return IRQ_HANDLED;
56 }
57
58
59 //获取中断号
60 int get_irqno_from_node(void)
61 {
62     int irqno;
63     //获取设备树中的节点
64     struct device_node *np = of_find_node_by_path("/key_int_node");
65     if(np){
66         printk("find node success ");
67     }else{
68         printk("find node failed ");
69     }
70
71     //通过节点去获取中断号
72     irqno = irq_of_parse_and_map(np, 0);
73     printk("iqrno = %d",key_dev->irqno);
74
75     return irqno;
76 }
77
78 ssize_t key_drv_read (struct file * filp, char __user * buf, size_t count, loff_t * fops)
79 {
80     //printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
81     int ret;
82     ret = copy_to_user(buf, &key_dev->event, count);
83     if(ret > 0)
84     {
85         printk("copy_to_user error ");
86         return -EFAULT;
87     }
88
89     //传递给用户数据后,将数据清除,否则APP每次读都是第一次的数据
90     memset(&key_dev->event, 0, sizeof(key_dev->event));
91     return count;
92 }
93
94 ssize_t key_drv_write (struct file *filp, const char __user * buf, size_t count, loff_t * fops)
95 {
96     printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
97     return 0;
98 }
99
100 int key_drv_open (struct inode * inode, struct file *filp)
101 {
102     printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
103     return 0;
104 }
105
106 int key_drv_close (struct inode *inode, struct file *filp)
107 {
108     printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
109     return 0;
110 }
111
112
113 const struct file_operations key_fops = {
114     .open    = key_drv_open,
115     .read    = key_drv_read,
116     .write   = key_drv_write,
117     .release = key_drv_close,
118
119 };
120
121
122
123 static int __init key_drv_init(void)
124 {
125     //演示如何获取到中断号
126     int ret;
127    
128     //1、设定全局设备对象并分配空间
129     key_dev = kzalloc(sizeof(struct key_desc), GFP_KERNEL);  //GFP_KERNEL表正常分配内存
130                           //kzalloc相比于kmalloc,不仅分配连续空间,还会将内存初始化清零
131
132     //2、动态申请设备号
133     key_dev->dev_major = register_chrdev(0, "key_drv", &key_fops);
134
135     //3、创建设备节点文件
136     key_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "key_cls");
137     key_dev->dev = device_create(key_dev->cls, NULL, MKDEV(key_dev->dev_major, 0), NULL, "key0");
138
139     //4、硬件初始化 -- 地址映射或中断申请    
140    
141     key_dev->reg_base = ioremap(GPXCON_REG,8);
142
143     key_dev->irqno = get_irqno_from_node();
144    
145     ret = request_irq(key_dev->irqno, key_irq_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,
146         "key3_eint10", NULL);
147     if(ret != 0)
148     {
149         printk("request_irq error ");
150         return ret;
151     }
152
153     //a. 硬件如何获取数据
154    
155    
156    
157     return 0;
158 }
159
160 static void __exit key_drv_exit(void)
161 {
162     iounmap(GPXCON_REG);
163     free_irq(key_dev->irqno, NULL);  //free_irq与request_irq的最后一个参数一致
164     device_destroy(key_dev->cls, MKDEV(key_dev->dev_major, 0));
165     class_destroy(key_dev->cls);
166     unregister_chrdev(key_dev->dev_major, "key_drv");
167     kfree(key_dev);
168 }
169
170
171
172 module_init(key_drv_init);
173 module_exit(key_drv_exit);
174
175 MODULE_LICENSE("GPL");
key_drv.c

key_drv.c

1 #include <stdio.h>
2 #include <string.h>
3 #include <stdlib.h>
4 #include <unistd.h>
5 #include <sys/types.h>
6 #include <sys/stat.h>
7 #include <fcntl.h>
8
9
10 #define KEY_ENTER  28
11
12 //0、设计一个描述按键的数据的对象
13 struct key_event{
14     int code;    //按键类型:home,esc,enter
15     int value;   //表状态,按下,松开
16 };
17
18
19 int main(int argc, char *argv[])
20 {
21     struct key_event event;
22     int fd;
23     fd = open("/dev/key0", O_RDWR);
24     if(fd < 0)
25     {
26         perror("open");
27         exit(1);
28     }
29
30     while(1)
31     {
32         read(fd, &event, sizeof(struct key_event));
33
34         if(event.code == KEY_ENTER)
35         {
36             if(event.value)
37             {
38                 printf("APP__ key enter down ");
39             }else{
40
41                 printf("APP__ key enter up ");
42             }
43         }
44     }
45
46     close(fd);
47
48     return 0;
49 }
key_test.c

key_test.c

1 ROOTFS_DIR = /home/linux/source/rootfs#根文件系统路径
2
3 APP_NAME = key_test
4 MODULE_NAME = key_drv
5
6 CROSS_COMPILE = /home/linux/toolchains/gcc-4.6.4/bin/arm-none-linux-gnueabi-
7 CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
8
9 ifeq ($(KERNELRELEASE),)
10
11 KERNEL_DIR = /home/linux/kernel/linux-3.14-fs4412          #编译过的内核源码的路径
12 CUR_DIR = $(shell pwd)     #当前路径
13
14 all:
15     make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) modules  #把当前路径编成modules
16     $(CC) $(APP_NAME).c -o $(APP_NAME)
17     @#make -C 进入到内核路径
18     @#M 指定当前路径(模块位置)
19
20 clean:
21     make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) clean
22
23 install:
24     sudo cp -raf *.ko $(APP_NAME) $(ROOTFS_DIR)/drv_module     #把当前的所有.ko文件考到根文件系统的drv_module目录
25
26 else
27
28 obj-m += $(MODULE_NAME).o    #指定内核要把哪个文件编译成ko
29
30 endif
Makefile

Makefile

 执行用户程序,按下按键可以看到信息

 

退出用户程序,按下按键,也会打印相应信息。

 

  查看设备与中断节点信息:

  再看下CPU情况:

  可以看到key_test应用程序占了很高的CPU,什么原因呢?

在应用程序中,是通过while循环,一直read内核的信息,当有按键中断发生的时候,就会对key_event赋值,在while循环里判断,进而打印出来,这样在用户空间与内核空间一直来回切换,一直read会十分消耗CPU资源。

 解决思路:当有中断发生时,才来调用read,没有数据产生,跳出进程调度,进程休眠。

标签: linux

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