嵌入式系統開發之中斷控制的實現

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

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

???? 這種機制在現代網絡芯片中非常常見，這種機制的實現涉及驅動程序的發送、接收、中斷控制等函數。在前面已經介紹過，中斷程序是在網絡設備初始化被登記的，被觸發調用后主要完成三項工作，一是保存中斷現場屏蔽網絡芯片的其他中斷；二是讀取相關寄存器信息，根據寄存器狀態判斷中斷原因并進行處理；三是恢復中斷現場。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述功能實現。
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，屏蔽網絡芯片產生的所有中斷，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，而不是靠內核函數disable_irq()來屏蔽中斷，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鍵，讀取中斷狀態進行比較，針對6種中斷原因進行了相關處理，這些處理或者調用相關函數完成，或者僅對priv結構中的struct enet_statistics操作，作相關數據統計。
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。
對于中斷程序還有幾點需要注意就是，DM9000采用的是硬屏蔽模式也就是通過對寄存器操作，實現中斷屏蔽功能。中斷狀態寄存器和中斷屏蔽寄存器共用一個地址，高位為屏蔽寄存器，低位為狀態寄存器，狀態寄存器只讀，所以代碼outw（0，INT_REG）進行的字操作（16位）實際是把屏蔽寄存器全部關閉，inb（INT_REG）進行的字節操作（8位）讀入的是狀態寄存器的內容。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，驅動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芯片端口和內存具有統一的地址空間，所以這些宏進行的其實是地址間的賦值操作。
DM9000_rcv(dev)
DM9000_hardware_send_packet( dev )
DM9000_phy_interrupt(dev)
DM9000_tx(dev)
這四個函數分別對應相應的中斷處理，第一個是收到數據包的處理函數和第二個是buffer分配成功的處理函數，這兩個函數在后面的相關章節中還會詳細介紹。第三個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DM9000_tx（dev）發送完成中斷的處理程序，這個函數本來最重要的功能是釋放已發送數據包占用的buffer，但是由于我們使用了DM9000提供的自動釋放功能，所以這個函數就只剩處理發送出現的異常情況（例如多次collision）等的功能了。限于篇幅，第三、第四個函數就不再詳細介紹。

此文章來源于《ARM嵌入式Linux系統開發技術詳解》一書