嵌入式系統(tǒng)開發(fā)之中斷控制的實(shí)現(xiàn)

中斷是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)尤為明顯，中斷函數(shù)在驅(qū)動(dòng)程序中的作用非常重要，相當(dāng)于各種函數(shù)的調(diào)度中心。在我們的驅(qū)動(dòng)程序中數(shù)據(jù)包被接收，數(shù)據(jù)包發(fā)送完畢，buffer分配完成以及其他異常情況都會(huì)觸發(fā)中斷而調(diào)用中斷函數(shù)進(jìn)行處理。其他情況觸發(fā)中斷比較容易理解，下面對(duì)buffer分配完成中斷作一些說明。

???? 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)芯片為增加數(shù)據(jù)吞吐量，在芯片內(nèi)部都包含一定數(shù)量的buffer緩存發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)芯片往往要先分配適當(dāng)大小的buffer空間，以接收內(nèi)核發(fā)送的數(shù)據(jù)，當(dāng)芯片buffur滿時(shí)，這些buffer分配命令（芯片的內(nèi)部寄存器指令）就暫時(shí)不能執(zhí)行，如果芯片緩存數(shù)據(jù)因?yàn)槌晒Πl(fā)送或者接收的數(shù)據(jù)成功傳遞給上層協(xié)議，釋放buffer空間，這時(shí)buffer分配命令就可以繼續(xù)執(zhí)行，一旦執(zhí)行成功就觸發(fā)中斷告知系統(tǒng)可以向芯片傳送數(shù)據(jù)了。

???? 這種機(jī)制在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)芯片中非常常見，這種機(jī)制的實(shí)現(xiàn)涉及驅(qū)動(dòng)程序的發(fā)送、接收、中斷控制等函數(shù)。在前面已經(jīng)介紹過，中斷程序是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備初始化被登記的，被觸發(fā)調(diào)用后主要完成三項(xiàng)工作，一是保存中斷現(xiàn)場屏蔽網(wǎng)絡(luò)芯片的其他中斷；二是讀取相關(guān)寄存器信息，根據(jù)寄存器狀態(tài)判斷中斷原因并進(jìn)行處理；三是恢復(fù)中斷現(xiàn)場。在我們的DM9000_init()函數(shù)中登記的中斷控制程序?yàn)镈M9000_interrupt()，下面結(jié)合代碼片段簡述功能實(shí)現(xiàn)。
static void DM9000_interrupt(int irq， void * dev_id， struct pt_regs * regs)
{
?? ?saved_bank = inw( BANK_SELECT );
?? ?DM9000_SELECT_BANK(2);
?? ?saved_pointer = inw( PTR_REG );
?? ?mask = inb( IM_REG );
?? ?outw( 0， INT_REG );
保存中斷現(xiàn)場，屏蔽網(wǎng)絡(luò)芯片產(chǎn)生的所有中斷，注意中斷屏蔽采用的是硬件屏蔽方式，即靠芯片本身的寄存器來屏蔽中斷，而不是靠內(nèi)核函數(shù)disable_irq()來屏蔽中斷，這種方式執(zhí)行效率要高一些。
do {
?? ?status = inb( INT_REG ) & mask;
?? ?if (!status )
?? ??? ?break;
?? ?if (status & IM_RCV_INT) {
?? ??? ?DM9000_rcv(dev);
?? ?} else if (status & IM_TX_INT ) {
?? ??? ?DM9000_tx(dev)
?? ?} else if (status & IM_TX_EMPTY_INT ) {
?? ??? ?lp->stats.collisions += card_stats & 0xF;
?? ?} else if (status & IM_ALLOC_INT ) {
?? ??? ?DM9000_hardware_send_packet( dev );
?? ?} else if (status & IM_RX_OVRN_INT ) {
?? ??? ?lp->stats.rx_errors++;
?? ??? ?lp->stats.rx_fifo_errors++;
?? ?} else if (status & IM_MDINT ) {
?? ??? ?DM9000_phy_interrupt(dev);
?? ?}
} while ( timeout -- );
這段代碼是中斷控制的關(guān)鍵，讀取中斷狀態(tài)進(jìn)行比較，針對(duì)6種中斷原因進(jìn)行了相關(guān)處理，這些處理或者調(diào)用相關(guān)函數(shù)完成，或者僅對(duì)priv結(jié)構(gòu)中的struct enet_statistics操作，作相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
DM9000_SELECT_BANK( 2 );
outw( mask << 8， INT_REG );
outb( mask， IM_REG );
outw( saved_pointer， PTR_REG );
DM9000_SELECT_BANK( saved_bank );
這段代碼恢復(fù)中斷現(xiàn)場。
對(duì)于中斷程序還有幾點(diǎn)需要注意就是，DM9000采用的是硬屏蔽模式也就是通過對(duì)寄存器操作，實(shí)現(xiàn)中斷屏蔽功能。中斷狀態(tài)寄存器和中斷屏蔽寄存器共用一個(gè)地址，高位為屏蔽寄存器，低位為狀態(tài)寄存器，狀態(tài)寄存器只讀，所以代碼outw（0，INT_REG）進(jìn)行的字操作（16位）實(shí)際是把屏蔽寄存器全部關(guān)閉，inb（INT_REG）進(jìn)行的字節(jié)操作（8位）讀入的是狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。前面已述及S3C2440芯片沒有端口地址空間，也不提供專門的out、in等端口操作指令。
基于此，驅(qū)動(dòng)程序在頭文件中不得不定義一系列宏來完成端口操作。這里使用的Outw和inb就是這樣的宏，由于S3C2440芯片端口和內(nèi)存具有統(tǒng)一的地址空間，所以這些宏進(jìn)行的其實(shí)是地址間的賦值操作。
DM9000_rcv(dev)
DM9000_hardware_send_packet( dev )
DM9000_phy_interrupt(dev)
DM9000_tx(dev)
這四個(gè)函數(shù)分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的中斷處理，第一個(gè)是收到數(shù)據(jù)包的處理函數(shù)和第二個(gè)是buffer分配成功的處理函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)在后面的相關(guān)章節(jié)中還會(huì)詳細(xì)介紹。第三個(gè)DM9000_phy_interrupt（dev）處理物理連接引起的中斷，例如失去載波、連接中斷等。第四個(gè)DM9000_tx（dev）發(fā)送完成中斷的處理程序，這個(gè)函數(shù)本來最重要的功能是釋放已發(fā)送數(shù)據(jù)包占用的buffer，但是由于我們使用了DM9000提供的自動(dòng)釋放功能，所以這個(gè)函數(shù)就只剩處理發(fā)送出現(xiàn)的異常情況（例如多次collision）等的功能了。限于篇幅，第三、第四個(gè)函數(shù)就不再詳細(xì)介紹。

此文章來源于《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)詳解》一書