07_linux中断控制

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2025-08-20 11:21:02

裸机开发要点通用中断控制器(GIC) 中断类型、硬件中断号、分发器和cpu接口单元中断向量表一级查表、二级查表中断处理流程进入irq模式、保护现场、获取硬件中断编号、执行中断处理函数、还原现场设备树构造

分为 gic中断控制器设备树节点其他外设中断控制器节点需要使用中断的设备节点

gic中断控制器设备树节点

gic中断控制器在设备树里面的节点虽然有compatible属性但没有对应驱动,因为中断不可少,linux启动一定会初始化,也就不用驱动来匹配了

intc: interrupt-controller@a01000 { compatible = "arm,cortex-a7-gic"; #interrupt-cells = <3>; //描述下一级中断信息所需要的单元个数 interrupt-controller; //表示该设备是一个中断控制器，外设可以连接在该中断控制器上 reg = <0xa01000 0x1000>, //指分发器寄存器地址 <0xa02000 0x100>; //cpu接口单元寄存器地址 }; 其他外设中断控制器节点

有些外设和中断关系密切,这时把这个外设节点也作为一个中断控制器节点这样可以用这个外设节点对某一个具体的中断进行管理

gpio5: gpio@20ac000 { compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio"; reg = <0x20ac000 0x4000>; interrupts = <GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>, //负责管理的中断类型通过 interrupts属性说明,这里有三个,和gic#interrupt-cells = <3>; 有关 <GIC_SPI 75 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; clocks = <&clks IMX6UL_CLK_GPIO5>; gpio-controller; #gpio-cells = <2>; interrupt-controller; //说明gpio5节点作为中断控制器 #interrupt-cells = <2>; //设置其他外设想使用这个中断的描述格式 gpio-ranges = <&iomuxc 0 7 10>, <&iomuxc 10 5 2>; }; interrupts = <GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>, //负责管理的中断类型通过 interrupts属性说明,这里有三个,和gic#interrupt-cells = <3>; 有关 - GIC_SPI：中断类型，0 表示 SPI 中断，1 表示 PPI 中断 - 74：中断号，对于 SPI 中断来说中断号的范围为 0~987，对于 PPI 中断来说中断号的范围为 0~15 74中断号对应gpio5低16位IO中断,75中断号对应高16位IO中断 - IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH：中断类型，高电平触发其他设备使用中断控制器节点设置iomux

设置iomux 给这个gpio_5_1 设置为普通io 输入用来检测信号

pinctrl_button: button{ fsl,pins = < MX6UL_PAD_SNVS_TAMPER1__GPIO5_IO01 0x000110A1 >; }; 编写设备节点_button

想在button_interrupt节点使用 gpio5管理的中断类型

button_interrupt { compatible = "button_interrupt"; pinctrl-names = "default"; //pinctrl子系统链接iomux节点进行io初始化 pinctrl-0 = <&pinctrl_button>; //gpio子系统 button_gpio = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_LOW>; status = "okay"; interrupt-parent = <&gpio5>; //需要使用的具体中断控制器,但是gpio5有32个 interrupts = <1 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>; //想使用的中断GPIO5-1 和如何触发中断 }; 设备驱动构造

记录按了多少次

#include <linux/init.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/ide.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/gpio.h> #include <asm/mach/map.h> #include <linux/of.h> #include <linux/of_address.h> #include <linux/of_gpio.h> #include <asm/io.h> #include <linux/device.h> #include <linux/irq.h> #include <linux/of_irq.h> #include "interrupt.h" /*------------------字符设备内容----------------------*/ #define DEV_NAME "button" #define DEV_CNT (1) static dev_t button_devno; //定义字符设备的设备号 static struct cdev button_chr_dev; //定义字符设备结构体chr_dev struct class *class_button; //保存创建的类 struct device *device_button; // 保存创建的设备 struct device_node *button_device_node = NULL; //定义按键设备节点结构体 unsigned button_GPIO_number = 0; //保存button使用的GPIO引脚编号 u32 interrupt_number = 0; // button 引脚中断编号 atomic_t button_status = ATOMIC_INIT(0); //定义整型原子变量，保存按键状态，设置初始值为0 static irqreturn_t button_irq_hander(int irq, void *dev_id) { // printk_green("button on \n"); /*按键状态加一*/ atomic_inc(&button_status); return IRQ_HANDLED; } static int button_open(struct inode *inode, struct file *filp) { int error = -1; /*添加初始化代码*/ // printk_green("button_open"); /*获取按键设备树节点*/ button_device_node = of_find_node_by_path("/button_interrupt"); if(NULL == button_device_node) { printk("of_find_node_by_path error!"); return -1; } /*获取按键使用的GPIO*/ button_GPIO_number = of_get_named_gpio(button_device_node ,"button_gpio", 0); if(0 == button_GPIO_number) { printk("of_get_named_gpio error"); return -1; } /*申请GPIO , 记得释放*/ error = gpio_request(button_GPIO_number, "button_gpio"); if(error < 0) { printk("gpio_request error"); gpio_free(button_GPIO_number); return -1; } error = gpio_direction_input(button_GPIO_number);//设置引脚为输入模式 /*获取中断号*/ interrupt_number = irq_of_parse_and_map(button_device_node, 0);//检测设备树里面的interrupts属性值,根据后面的索引号 //比如这里为0,就是拿取第一个中断属性,interrupts = <1 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>; printk("\n irq_of_parse_and_map! = %d \n",interrupt_number); /*申请中断, 记得释放*/ //interrupt_number 对应的中断号 //button_irq_hander 处理中断函数 //IRQF_TRIGGER_RISING flag标志位表明用什么样的方式触发 //"button_interrupt" 中断名 //device_button 中断使用的设备 devices_create(),这时候中断号和设备绑定在一起 error = request_irq(interrupt_number,button_irq_hander,IRQF_TRIGGER_RISING,"button_interrupt",device_button); if(error != 0) { printk("request_irq error"); free_irq(interrupt_number, device_button); return -1; } /*申请之后已经开启了，切记不要再次打开，否则运行时报错*/ // // enable_irq(interrupt_number); return 0; } static int button_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) { int error = -1; int button_countervc = 0; /*读取按键状态值*/ button_countervc = atomic_read(&button_status); /*结果拷贝到用户空间*/ error = copy_to_user(buf, &button_countervc, sizeof(button_countervc)); if(error < 0) { printk("copy_to_user error"); return -1; } /*清零按键状态值*/ atomic_set(&button_status,0); return 0; } /*字符设备操作函数集，.release函数实现*/ static int button_release(struct inode *inode, struct file *filp) { /*释放申请的引脚,和中断*/ gpio_free(button_GPIO_number); free_irq(interrupt_number, device_button); return 0; } /*字符设备操作函数集*/ static struct file_operations button_chr_dev_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = button_open, .read = button_read, .release = button_release, }; /* *驱动初始化函数 */ static int __init button_driver_init(void) { int error = -1; /*采用动态分配的方式，获取设备编号，次设备号为0，*/ error = alloc_chrdev_region(&button_devno, 0, DEV_CNT, DEV_NAME); if (error < 0) { printk("fail to alloc button_devno\n"); goto alloc_err; } /*关联字符设备结构体cdev与文件操作结构体file_operations*/ button_chr_dev.owner = THIS_MODULE; cdev_init(&button_chr_dev, &button_chr_dev_fops); /*添加设备至cdev_map散列表中*/ error = cdev_add(&button_chr_dev, button_devno, DEV_CNT); if (error < 0) { printk("fail to add cdev\n"); goto add_err; } class_button = class_create(THIS_MODULE, DEV_NAME); //创建类 device_button = device_create(class_button, NULL, button_devno, NULL, DEV_NAME);//创建设备 DEV_NAME 指定设备名， return 0; add_err: unregister_chrdev_region(button_devno, DEV_CNT); // 添加设备失败时，需要注销设备号 printk("\n error! \n"); alloc_err: return -1; } /* *驱动注销函数 */ static void __exit button_driver_exit(void) { pr_info("button_driver_exit\n"); /*删除设备*/ device_destroy(class_button, button_devno); //清除设备 class_destroy(class_button); //清除类 cdev_del(&button_chr_dev); //清除设备号 unregister_chrdev_region(button_devno, DEV_CNT); //取消注册字符设备 } module_init(button_driver_init); module_exit(button_driver_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); 各种驱动中使用中断的函数 request_irq()函数

申请中断

include/linux/interrupt.h

static inline int __must_check request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev)

参数：

irq：要申请的中断号handler：中断处理函数flags：中断标志name：中断名字dev：传递给中断处理函数的第二个参数 device结构体变量，区分不同设备共用同一中断

返回值：

成功：0

失败：负数

irq_handler_t typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *); irqreturn_t enum irqreturn { IRQ_NONE = (0 << 0), IRQ_HANDLED = (1 << 0), IRQ_WAKE_THREAD = (1 << 1), }; typedef enum irqreturn irqreturn_t; IRQ_NONE：不是本驱动程序的中断，不处理IRQ_HANDLED：正常处理IRQ_WAKE_THREAD：使用中断下半部处理 flags

include/linux/interrupt.h

#define IRQF_SHARED 0x00000080 #define IRQF_ONESHOT 0x00002000 #define IRQF_TRIGGER_NONE 0x00000000 #define IRQF_TRIGGER_RISING 0x00000001 #define IRQF_TRIGGER_FALLING 0x00000002 #define IRQF_TRIGGER_HIGH 0x00000004 #define IRQF_TRIGGER_LOW 0x00000008 free_irq()函数

释放中断

include/linux/interrupt.h

const void *free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)

参数：

irq：要释放的中断号

dev：传递给中断处理函数的第二个参数

返回值：

无

enable_irq()函数

使能中断

kernel/irq/manage.c

void enable_irq(unsigned int irq)