中断与时钟

中断指CPU在执行程序的过程中，出现了某些突发事件时CPU必须暂停执行当前的程序，转去处理突发事件，处理完毕后CPU又返回原程序被中断的位置并继续执行。

二、中断分类：

a) 外部中断（手册E开头的，或引出一个引脚） VS 内部中断（CPU内部的一个控制模块）

b) 可屏蔽中断 （一般都有mask位）VS 不可屏蔽中断

c) 向量中断(中断向量表) VS 非向量中断  =P190 向量：不同的中断号，非向量：同一个入口地址，再由软件判断是具体哪个中断。

三、中断上半部和下半部

上半部：紧急操作。

A.实际响应中断例行

B.用request_irq注册的中断例程

C.它在很短的时间内完成

下半部：非紧急

被顶半部调用，并在稍后更安全的时间内执行。

四、为设备实现一个中断包含两个步骤:

   1.向内核注册中断

    2.实现中断处理函数

  五、

Q: 什么是中断处理程序,有何特别之处?

A: 中断处理程序就是普通的C代码。唯一特别的地方是中断处理程序是在中断时间内 运行的，它的行为要受某些限制:

1、处理程序不能向用户空间发送或接受数据，因为它不属于任何进程的上下文。

2、不能使用可能引起阻塞的函数。

六、软中断和硬中断：

硬中断：外部设备对CPU的中断；

软中断：通常是硬中断服务程序对内核的中断，而信号则是由内核（或其他进程）对某 个进程的中断。

中断底半部机制：

一、Tasklet

二、工作队列

三、软中断

中断共享：

在中断到来时，所有共享此中断的处理函数都会被执行，在中断处理程序顶半部中，应迅速得根据硬件寄存器中的信息比照传入的dev_id参数判断是否是本设备的中断，若不是，应迅速返回。

代码：

1、定义：struct work_struct my_key;

2、申请中断：

if((result=request_irq(keyIrqArray[0], (void  *)key1_interrupt,IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,  "KEY1", NULL)) !=0)

工作队列：INIT_WORK(&(globalmem_devp->my_key),(void *)key2_do_tasklet);//初 始化等待队列

3中断处理函数

A.无上下半部机制

irqreturn_t key1_interrupt(int irq,void *dev_id,struct pt_regs *regs)

{

printk("The KEY1 is pressed...!\n");

//tasklet_schedule(&key1_tasklet);

keyvalue = 1;

keyflag = 1;

globalmem_devp->current_len = 4;

return 0;

}

B.工作队列schedule_work(&globalmem_devp->my_key);

C.tasklet==tasklet_schedule(&key3_tasklet);

4声明绑定==》对tasklet

DECLARE_TASKLET(key3_tasklet,key3_do_tasklet,0);

5执行函数： void key2_do_tasklet(unsigned long data)

6释放中断free_irq(keyIrqArray[0], NULL);

 

 

软中断和tasklet仍然运行于中断上下文，而工作队列则运行于进程上下文。因此，软中断和tasklet处理函数中不能睡眠(中断函数里面不能阻塞，或者睡眠)，但是工作队列函数可以允许睡眠。

总结：顶半部处理紧急的硬件操作，底半部处理不紧急的耗时操作。Tasklet和工作队列都是调度中断底半部的良好机制，tasklet基于软中断实现。内核定时器也是依靠软中断来实现的。

定时器：通过修改expires的值来改变定时器到来的时间值globalmem_devp->s_timer,mod_timer(&globalmem_devp->s_timer,jiffies+HZ);

一、linux通过时钟中断来确定时间间隔。时钟中断的发生频率为HZ=100，不同的体系 即每秒产生的定时中断次数。

jiffies值就是自linux启动后的时钟滴答的次数.即记录了自最近一次LINUX启动后到当前的时间间隔===中断发生的次数。

二、S3C2410的RTC可产生两种中断：周期节拍（tick）中断和报警（alarm）中断。前者相当于一个周期性的定时器，后者相当于一个闹钟，它在预先设定的时间到来时产生中断。

三、定时器用于控制某函数(定时器处理函数)在未来某个特定时间执行。内核定时器注册的处理函数只执行一次--不是循环执行的。

四、由于我们在第一次中断处理函数中，修改了(不断的设置）定时器到来的时间的值，即mod_timer(&globalmem_devp->s_timer(定时器),jiffies+HZ(expires));，即通过新的被-传入的expires到来后，才会执行定时器函数。

五、为了防止因jiffies溢出导致的问题，最好使用宏比较

#include ===========忙等待函数

a) void udelay(unsigned long usecs);

b)  void ndelay(unsigned long nsecs); 

c)  void mdelay(unsigned long msecs); 

d) time_before(jiffies,delay)

在定时器处理函数中，在做完响应的工作后，往往会延后expires并将定时器再次添加到内核定时器链表，仪表定时器能再次触发。

五、代码：

1、定义： struct timer_list s_timer;//设备要使用的定时器

atomic_t counter;//一共经历了多少秒

2、初始化定时器：

a)  init_timer(&globalmem_devp->s_timer);

b)  globalmem_devp->s_timer.function = &second_timer_handle;

c)  globalmem_devp->s_timer.expires = jiffies+HZ;

3、添加到内核：

a) add_timer(&globalmem_devp->s_timer);

b) atomic_set(&globalmem_devp->counter,0);//计数器清零

4、实现中断处理函数：

a)  mod_timer(&globalmem_devp->s_timer,jiffies+HZ);

b)  atomic_inc(&globalmem_devp->counter);

5、释放函数

del_timer(&globalmem_devp->s_timer);

总结：内核中的延时是忙等待或者睡眠等待，为了充分利用CPU资源，使系统有更好的吞吐性能，在对延迟时间的要求并不是很精确的情况下，睡眠等待同城是值得推荐的。。

忙等待延时：长延时---time_before和time_after()====类似于while(n--);

睡着延时：睡着延时在等待的时间到来之间出去睡眠状态，CPU资源被其他进程使用。

内核定时器与tasklet比较：

相同点：

1、在中断期间运行；

2、始终会在调度的同一CPU上运行；

3、软件中断上下文，院子模式运行。

不同点：

1、不能要求tasklet在给定时间执行；

2、软件中断是打开硬件中断的同时执行某些异步任务的一种内核机制。