linux 中斷號碼是什麼意思

linux中斷號是系統分配給每個中斷來源的代號，以便識別和處理；在採用向量中斷方式的中斷系統中，CPU必須透過它才可以找到中斷服務程式的入口位址，實現程序的轉移。

本教學操作環境：linux5.9.8系統、Dell G3電腦。

linux 中斷號碼是什麼意思？

中斷號與中斷程式設計：

#1、中斷號

　　中斷號是系統指派給每個中斷來源的代號，以便識別和處理。在採用向量中斷方式的中斷系統中，CPU必須透過它才能找到中斷服務程序的入口位址，以實現程式的轉移。

　　在ARM裸機中實作中斷需要設定：

 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核心中實作中斷，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、取得中斷號的方法：

#

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

　　1）看原理圖，晶片手冊找到中斷來源對應的中斷號SPI Port  No

　　

# 　　

 　　2）進入裝置樹，在arch/arm/boot/dts /exynos4x12-pinctrl.dtsi中

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
            };

　　括號中的24、 25等對應於SPI Port No，以上是系統中已經定義好的節點

#在程式設計中，需要定義自己的節點，用來描述按鍵，開啟可編輯的裝置樹檔案：

arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts，進入檔案。

　　3）定義節點，描述目前裝置用的中斷號

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

　　再舉個栗子，設定k4 --- GPX3_2(XEINT26) 的節點，中斷號

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          };

　　　　中斷號的定位方法：

　　　　看I/O引腳，GPX1_2，中斷號就是GPX1裡面的第2個

　　　　更新設備樹檔案： cp  -raf arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dtb　  /tfboot/

2. ：在根目錄的proc/device-tree/目錄下

 

　　

 

3、實作中斷處理方法　　在驅動程式中透過程式碼取得中斷號，並且申請中斷

　　先看一下中斷相關的函數：

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\n");
 8         }else{
 9             printk("find node failed\n");
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\n", 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

程式碼實作取得中斷號，並註冊中斷，按下按鍵引發中斷，列印訊息

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\n");
29     }else{
30         printk("find node failed\n");
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\n");
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

測試效果：

##按鍵按下，列印訊息，但出現了按鍵抖動 

##cat /proc/interrupt

 

　　

#4、 中斷程式設計--- 字元裝置驅動框架

// 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、驅動實作將硬體所產生的資料傳遞給使用者

　　1）硬體如何取得資料

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）驅動傳遞資料給使用者

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 ）使用者取得資料

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

　　

#6、範例：

##

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\n");
 48         key_dev->event.code  = KEY_ENTER;
 49         key_dev->event.value = 0;
 50     }else{
 51         printk("key3 down\n");
 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\n");
 67     }else{
 68         printk("find node failed\n");
 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\n");
 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\n");
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\n");
39             }else{
40 
41                 printf("APP__ key enter up\n");
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

　執行使用者程序，按下按鍵可以看到資訊

　

#    退出使用者程序，按下按鍵，也會列印對應資訊。

　

 　　檢視裝置與中斷節點資訊：

 　　再看下CPU情況：

 　　可以看到key_test應用程式佔了很高的CPU，什麼原因呢？

在應用程式中，是透過while循環，一直read核心的訊息，當有按鍵中斷發生的時候，就會對key_event賦值，在while循環裡判斷，進而列印出來，這樣在使用者空間與核心空間一直來回切換，一直read會十分消耗CPU資源。

　解決思路：當有中斷發生時，才來呼叫read，沒有資料產生，跳出進程調度，進程休眠。

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