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设备驱动的中断事件处理如下图所示，他与普通驱动的不同之处在于多了个数据缓冲区，驱动程序对上层提供的read/write方法并不直接完成硬件的数据操作，中断处理程序也是相对独立，他们通过缓冲区交换数据。而数据缓冲区的数据可通过FIFO进行读和写的操作，但每次只能进行读或者写的操作，两者不可同时进行，这就又涉及到了并发请求。并发请求类似信号量中的PV操作，对数据缓冲区的读写就相当于之前的生产者和消费者到仓库的存取。
中断事件涉及的函数
头文件
#include <asm/irq.h>
申请中断函数，成功返回0
int request_irq(unsigned int irq, void(*handler)(int,void*,struct pt_regs*), unsigned long irqflag,
const char *devname, void *dev_id);
//irq:中断号
// irqflag:
// SA_INTERRUPT,快速中断,执行handler函数时不能被打断
// SA_SHIRQ,共享中断， ,执行handler函数时能被打断
// SA_SAMPLE_RANDOM,中断可能被用来产生随机数
// dev_id: 在共享中断时用于区分不同的中断处理程序
// devname：中断设备名，在中断下运行cat /dev/interrupt 可查看到
释放中断函数
void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id);
#include <asm/irq.h>
使能中断函数
void enable_irq(unsigned int irq);
禁止中断函数
void disable_irq(unsigned int irq);
S3C2410使能GPIO的外部中断功能
int set_external_irq(int irq, int edge, int pullup);
// edge:
// EXT_LOWLEVEL,
// EXT_HIGHLEVEL,
// EXT_FALLING_EDGE,
// EXT_RISING_EDGE,
// EXT_BOTH_EDGES
中断处理程序示例
void handler(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
// 中断处理
}
在初始化时申请并初始化中断
set_external_irq(IRQ_EINT0, EXT_FALLING_EDGE, 0);
request_irq(IRQ_EINT0,handler,SA_INTERRUPT,"KEY",NULL);
注意：要把使能外部中断函数set_external_irq放在中断请求函数request_irq之前，否则，会有小麻烦。
并发请求涉及的函数
使用信号量控制并发请求
#include <asm/semaphore.h>
定义信号量变量
struct semaphore bufflock;
初始化信号量
void sema_init(struct semaphore *sem, int);
获取（等待）信号量（不可打断）（相当于V操作）
void down(struct semaphore *sem);
获取（等待）信号量（可被打断）
int down_interruptible(struct semaphore *sem);
释放信号量（相当于P操作）
void up(struct semaphore *sem);
FIFO队列
由于队列具有先进先出的功能，所以它能符合充当数据缓冲区的功能。我们可以自己写一个FIFO函数实现读和写的功能，也可调用/kernel/kernel/fifo.c 的函数。如果要调用/kernel/kernel/fifo.c，编译时要注意，可用命令进行：/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc -c -o kfifo.o kfifo.c -I/home/su/kernel/include -D__KERNEL__ -DMODULE -DEXPORT_SYMTAB –DMODVERSIONS。当我们完成编译后，要先加载kfifo.o,再加载我们自己写的驱动，否则会出错。以下以调用/kernel/kernel/fifo.c为例。
#include <linux/kfifo.h>
首先需要定义一个自旋锁,该锁由kfifo维护，我们只需要定义它即可
static spinlock_t buffer_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
然后定义一个kfifo指针, 注意, 这里定义指针即可，不用分配空间
static struct kfifo *buffer;
使用kfifo_alloc可以创建一个BUFFER_SIZE大小的fifo, 所有空间由kfifo自动分配
#define BUFFER_SIZE 256
buffer = kfifo_alloc(BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL, &buffer_lock);
使用kfifo_put可以将数据放入kfifo内
kfifo_put(buffer, &key, sizeof(key));
使用kfifo_len可以检查fifo内的可用数据
if(kfifo_len(buffer) >= sizeof(key))
使用kfifo_get可以从fifo内取出数据
kfifo_get(buffer, &key, sizeof(key));
最后退出时，释放buffer的内存空间
kfifo_free(buffer);
附：基于凌阳SPCE3200实验箱的4x4键盘的驱动（中断法实现）源代码
这里有两个需要注意的地方：
1、头文件的摆放顺序：#include <linux/kfifo.h>要放在 #include <asm/irq.h>之后，否则编译出错，因为asm/irq.h 里面定义了一些linux/kfifo.h 要用到的宏，若先写#include <linux/kfifo.h> ，加载驱动时，编译器会把里头的宏当成函数处理，但又找不到相应的函数，所以出错。这样的头文件出错，出错非常隐蔽，解决的办法唯有一步一步跟错查找。
2、该驱动的等待信号量函数应使用可打断类型的int down_interruptible(struct semaphore *sem)，否则运行应用程序时，按下ctrl+c程序没法正常退出，还需按下实验箱上的任意一个按键。因为该中断是可被打断类型的，所以能接受响应外部的另外的中断，即能退出程序。
#ifndef __KERNEL__
#define __KERNEL__
#endif
#ifndef MODULE
#define MODULE
#endif
#include <linux/config.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h> /* printk() */
#include <linux/init.h> /* __init __exit */
#include <linux/types.h> /* size_t */
#include <linux/fs.h> /* file_operation */
//#include /* Error number */
#include <linux/delay.h> /* udelay */
#include <linux/timer.h>
#include <asm/uaccess.h> /* copy_to_user, copy_from_user */
#include <asm/hardware.h>
#include <asm/semaphore.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/arch/S3C2410.h>
#include <linux/kfifo.h>
#define DRIVER_NAME "key"
#ifdef DEBUG
#define PRINTK(fmt, arg...) printk(KERN_NOTICE fmt, ##arg)
#else
#define PRINTK(fmt, arg...)
#endif
#define BUFFER_SIZE 256
static int keyDriver_Major = 0; /* Driver Major Number */
static int keyNum;
struct semaphore bufflock;
static spinlock_t buffer_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
static struct kfifo *buffer;
void handler(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
int c_key,r_key,key;
disable_irq(IRQ_EINT0);
disable_irq(IRQ_EINT1);
disable_irq(IRQ_EINT2);
disable_irq(IRQ_EINT3);
GPFCON = 0x0055;
GPFDAT = 0xf0;
mdelay(1);
c_key = GPFDAT & 0xf0; //获得行标低四位
GPFCON = 0x5500;
GPFDAT = 0x0f;
udelay(30);
r_key = GPFDAT & 0x0f; //获得列标高四位
key = ~( c_key | r_key) & 0xff;
// PRINTK("key = 0x%x\n", key);
switch (key)
{
case 0x88:
PRINTK("key16 \n");
keyNum = 16;
break;
case 0x84:
PRINTK("key15 \n");
keyNum = 15;
break;
case 0x82:
PRINTK("key14 \n");
keyNum = 14;
break;
case 0x81:
PRINTK("key13 \n");
keyNum = 13;
break;
case 0x48:
PRINTK("key12 \n");
keyNum = 12;
break;
case 0x44:
PRINTK("key11 \n");
keyNum = 11;
break;
case 0x42:
PRINTK("key10 \n");
keyNum = 10;
break;
case 0x41:
PRINTK("key9 \n");
keyNum = 9;
break;
case 0x28:
PRINTK("key8 \n");
keyNum = 8;
break;
case 0x24:
PRINTK("key7 \n");
keyNum = 7;
break;
case 0x22:
PRINTK("key6 \n");
keyNum = 6;
break;
case 0x21:
PRINTK("key5 \n");
keyNum = 5;
break;
case 0x18:
PRINTK("key4 \n");
keyNum = 4;
break;
case 0x14:
PRINTK("key3 \n");
keyNum = 3;
break;
case 0x12:
PRINTK("key2 \n");
keyNum = 2;
break;
case 0x11:
PRINTK("key1 \n");
keyNum = 1;
break;
default:
break;
}
if(keyNum > 0)
{
kfifo_put(buffer, &keyNum, sizeof(keyNum));
up(&bufflock);
}
//PRINTK("keyNum = %d\n", keyNum);
//PRINTK("GPFCON = 0x%x GPFUP = 0x%x GPGDAT = 0x%x\n", GPFCON, GPFUP, GPFDAT);
// GPFCON = (GPFCON | 0xffff) & 0x55AA;
GPFCON = 0x55AA;
GPFUP=0x00;
GPFDAT = 0x00;
enable_irq(IRQ_EINT0);
enable_irq(IRQ_EINT1);
enable_irq(IRQ_EINT2);
enable_irq(IRQ_EINT3);
}
/* Driver Operation Functions */
static int keyDriver_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
MOD_INC_USE_COUNT;
PRINTK("keyDriver open called!\n");
enable_irq(IRQ_EINT0);
enable_irq(IRQ_EINT1);
enable_irq(IRQ_EINT2);
enable_irq(IRQ_EINT3);
sema_init(&bufflock, 0);
buffer = kfifo_alloc(BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL, &buffer_lock);
return 0;
}
static int keyDriver_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
PRINTK("keyDriver release called!\n");
disable_irq(IRQ_EINT0);
disable_irq(IRQ_EINT1);
disable_irq(IRQ_EINT2);
disable_irq(IRQ_EINT3);
kfifo_free(buffer);
return 0;
}
static ssize_t keyDriver_read(struct file *filp, char *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
size_t read_size = count;
PRINTK("myDriver read called!\n");
PRINTK("\tcount=%d, pos=%d\n", count, (int)*f_pos);
down_interruptible(&bufflock); //若这里使用down的话，运行应用程序时会出点小问题
kfifo_get(buffer, &keyNum, sizeof(keyNum));
copy_to_user(buf, &keyNum, read_size);
*f_pos += read_size;
return read_size;
}
static struct file_operations keyDriver_fops = {
owner: THIS_MODULE,
// write: keyDriver_write,
read: keyDriver_read,
// ioctl: keyDriver_ioctl,
open: keyDriver_open,
release: keyDriver_release,
};
#ifdef CONFIG_DEVFS_FS
devfs_handle_t devfs_keyDriver_dir;
devfs_handle_t devfs_keyDriver_raw;
#endif
static int __init myModule_init(void)
{
GPFCON = 0x5500; //GPF4,5,6,7 设置为输出
GPFUP = 0x00; //GPF4、5、6、7上拉使能
GPFDAT = 0x00; //GPF4,5,6,7 输出低电平
set_external_irq(IRQ_EINT0, EXT_FALLING_EDGE, 0);
request_irq(IRQ_EINT0, handler, SA_INTERRUPT, "KEY1", NULL);
set_external_irq(IRQ_EINT1, EXT_FALLING_EDGE, 0);
request_irq(IRQ_EINT1, handler, SA_INTERRUPT, "KEY2", NULL);
set_external_irq(IRQ_EINT2, EXT_FALLING_EDGE, 0);
request_irq(IRQ_EINT2, handler, SA_INTERRUPT, "KEY3", NULL);
set_external_irq(IRQ_EINT3, EXT_FALLING_EDGE, 0);
request_irq(IRQ_EINT3, handler, SA_INTERRUPT, "KEY4", NULL);
/* Module init code */
PRINTK("myModule_init\n");
/* Driver register */
keyDriver_Major = register_chrdev(0, DRIVER_NAME, &keyDriver_fops);
if(keyDriver_Major < 0)
{
PRINTK("register char device fail!\n");
return keyDriver_Major;
}
PRINTK("register keyDriver OK! Major = %d\n", keyDriver_Major);
#ifdef CONFIG_DEVFS_FS
devfs_keyDriver_dir = devfs_mk_dir(NULL, "keyDriver", NULL);
devfs_keyDriver_raw = devfs_register(devfs_keyDriver_dir, "raw0", DEVFS_FL_DEFAULT, keyDriver_Major, 0, S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR, &keyDriver_fops, NULL);
PRINTK("add dev file to devfs OK!\n");
#endif
return 0;
}
static void __exit myModule_exit(void)
{
/* Module exit code */
PRINTK("myModule_exit\n");
free_irq(IRQ_EINT0, NULL);
free_irq(IRQ_EINT1, NULL);
free_irq(IRQ_EINT2, NULL);
free_irq(IRQ_EINT3, NULL);
/* Driver unregister */
if(keyDriver_Major > 0)
{
#ifdef CONFIG_DEVFS_FS
devfs_unregister(devfs_keyDriver_raw);
devfs_unregister(devfs_keyDriver_dir);
#endif
unregister_chrdev(keyDriver_Major, DRIVER_NAME);
}
return;
}
MODULE_AUTHOR("SXZ");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
module_init(myModule_init);
module_exit(myModule_exit);
应用程序源代码：
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
unsigned char key;
if((fd = open("/dev/keyDriver/raw0", O_RDONLY)) < 0)
{
printf("can't open keyDriver\n");
exit(1);
}
while(1)
{
read(fd, &key, 1);
printf("program_key = %d\n", key);
}
close(fd);
return 0;
}
注：小志整理
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