嵌入式系統開(kāi)發(fā)中斷控制的實(shí)現

中斷是現代操作系統的一大特點(diǎn)，在嵌入式系統尤為明顯，中斷函數在驅動(dòng)程序中的作用非常重要，相當于各種函數的調度中心。在我們的驅動(dòng)程序中數據包被接收，數據包發(fā)送完畢，buffer分配完成以及其他異常情況都會(huì )觸發(fā)中斷而調用中斷函數進(jìn)行處理。其他情況觸發(fā)中斷比較容易理解，下面對buffer分配完成中斷作一些說(shuō)明。

現代網(wǎng)絡(luò )芯片為增加數據吞吐量，在芯片內部都包含一定數量的buffer緩存發(fā)送和接收的數據包，在發(fā)送數據時(shí)網(wǎng)絡(luò )芯片往往要先分配適當大小的buffer空間，以接收內核發(fā)送的數據，當芯片buffur滿(mǎn)時(shí)，這些buffer分配命令（芯片的內部寄存器指令）就暫時(shí)不能執行，如果芯片緩存數據因為成功發(fā)送或者接收的數據成功傳遞給上層協(xié)議，釋放buffer空間，這時(shí)buffer分配命令就可以繼續執行，一旦執行成功就觸發(fā)中斷告知系統可以向芯片傳送數據了。

這種機制在現代網(wǎng)絡(luò )芯片中非常常見(jiàn)，這種機制的實(shí)現涉及驅動(dòng)程序的發(fā)送、接收、中斷控制等函數。在前面已經(jīng)介紹過(guò)，中斷程序是在網(wǎng)絡(luò )設備初始化被登記的，被觸發(fā)調用后主要完成三項工作，一是保存中斷現場(chǎng)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，根據寄存器狀態(tài)判斷中斷原因并進(jìn)行處理；三是恢復中斷現場(chǎng)。在我們的DM9000_init()函數中登記的中斷控制程序為DM9000_interrupt()，下面結合代碼片段簡(jiǎn)述功能實(shí)現。
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 );
保存中斷現場(chǎng)，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(lái)屏蔽中斷，而不是靠?jì)群撕瘮礵isable_irq()來(lái)屏蔽中斷，這種方式執行效率要高一些。
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6種中斷原因進(jìn)行了相關(guān)處理，這些處理或者調用相關(guān)函數完成，或者僅對priv結構中的struct enet_statistics操作，作相關(guān)數據統計。
DM9000_SELECT_BANK( 2 );
outw( mask 8， INT_REG );
outb( mask， IM_REG );
outw( saved_pointer， PTR_REG );
DM9000_SELECT_BANK( saved_bank );
這段代碼恢復中斷現場(chǎng)。
對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(guò)對寄存器操作，實(shí)現中斷屏蔽功能。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)行的字節操作（8位）讀入的是狀態(tài)寄存器的內容。前面已述及S3C2440芯片沒(méi)有端口地址空間，也不提供專(zhuān)門(mén)的out、in等端口操作指令。
基于此，驅動(dòng)程序在頭文件中不得不定義一系列宏來(lái)完成端口操作。這里使用的Outw和inb就是這樣的宏，由于S3C2440芯片端口和內存具有統一的地址空間，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)函數分別對應相應的中斷處理，第一個(gè)是收到數據包的處理函數和第二個(gè)是buffer分配成功的處理函數，這兩個(gè)函數在后面的相關(guān)章節中還會(huì )詳細介紹。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)函數本來(lái)最重要的功能是釋放已發(fā)送數據包占用的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)函數就只剩處理發(fā)送出現的異常情況（例如多次collision）等的功能了。限于篇幅，第三、第四個(gè)函數就不再詳細介紹。此文章來(lái)源于《ARM嵌入式Linux系統開(kāi)發(fā)技術(shù)詳解》一書(shū)。