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linux UART串口驅動開發文檔

作者: 時間:2012-09-06 來源:網絡 收藏

講到最后還沒有指出軟中斷是如何觸發執行的,其實很簡單:

在系統處理所有硬中斷信號時,他們的入口是統一的,在這個入口函數當中除了執行do_IRQ()完成硬件中斷的處理之外,還會執行do_softirq()來檢測是否有軟中斷須要執行,所以軟中斷所依賴的是硬件中斷機制;

另外還有一個專門處理軟中斷內核線程ksoftirqd(),這個線程處理軟中斷級別是比較低的,他是一個無限LOOP不停的檢測是否有軟中斷須要處理,如果沒有則進行任務調度.

在do_softirq()中有如下的判斷,以決定是否有軟中斷須要執行,如果沒有就直接退出,在[3]中提到的激活軟中斷時,要將相應軟中斷位置1, 軟中斷有32個,因此一個整型數即可以表示32個軟中斷,即可判斷有什么樣的軟中斷須要處理,代碼如下:

pending = softirq_pending(cpu);

if (pending) {

}

….

do { //檢測32個軟中斷位標志中是否有為1的…

if (pending 1)

h->action(h);

h++;

pending >>= 1;

} while (pending);

[4]. 軟中斷所依賴的執行時期問題.

之所以將這個問題單獨列開來講,是因為他特別的重要,上面我已經講過了軟中斷是依賴硬中斷觸發執行的,但是產生如下疑問:

是不是一有硬中斷發生就會觸發軟中斷的執行?

軟中斷的執行會不會影響到系統的性能?

會不會影響到硬中斷的處理效率?也就是說會不會導致在處理軟中斷時而引起硬中斷無法及時響應呢?

再看do_softirq的代碼當中有如下判斷:

if (in_interrupt())

return;

這個條件就是能否進行軟中斷處理的關鍵條件,因此由此也可以了解到軟中斷是一種優先級低于硬中斷的軟性機制,具體來看看這個判斷條件是什么:

/*Are we in an interrupt context? Either doing bottom half

* or hardware interrupt processing?*/

#define in_interrupt() ({ const int __cpu = smp_processor_id();

(local_irq_count(__cpu) + local_bh_count(__cpu) != 0); })

/* softirq.h is sensitive to the offsets of these fields */

typedef struct {

unsigned int __softirq_pending;

unsigned int __local_irq_count;

unsigned int __local_bh_count;

unsigned int __syscall_count;

struct task_struct * __ksoftirqd_task; /* waitqueue is too large */

} ____cacheline_aligned irq_cpustat_t;

#define irq_enter(cpu,irq) (local_irq_count(cpu)++)

#define irq_exit(cpu,irq) (local_irq_count(cpu)--)

看到這里,不得不再多注意一個結構,那就是irq_cpustat_t, 先前我們講是否有軟中斷產生的標志位,但沒有提到__softirq_pending,這個變量就是記載32個軟中斷是否產生的標志,每一個軟中斷對應一個位; 在中斷執行的do_softirq中有如下幾個重要的動作,說明如下:

in_interrupt判斷是否可以進行軟中斷處理,判斷的條件就是沒有沒處在硬件中斷環境中,而且還沒有軟中斷正在執行(即不允許軟中斷嵌套),軟中斷的嵌套避免是通過local_bh_disable()/local_bh_enable()實現,至于帶有bh,其意也即指softirq是中斷底半(bh), 在處理硬件中斷時,一進行即會調用irq_enter來表示已經進入硬件中斷處理程序,處理完硬件中斷后再調用irq_exit表示已經完成處理;

pending判斷是否有軟中斷須要處理, 每個位用作當作一個軟中斷是否產生的標志.

清除所有軟中斷標志位,因為下面即將處理; 但清除之前先緩存起來, 因為下面還要使用這個變量一次.

在進入軟中斷處理后,會關閉bh功能的執行,執行完后才打開,這樣在in_interrupt判斷當中就會直接發現已經有bh在執行,不會再次進入bh執行了,這嚴格保證了bh執行的串行化.

打開硬件中斷,讓軟中斷在有硬件中斷的環境下執行.

處理完軟中斷后關閉硬中斷,再次檢測是否有新的軟中斷產生,如果有的話,卻只須立即處理本次軟中斷過程未發生過的軟中斷向量. 之所以會有新的軟中斷產生,那是因為軟中斷是在開硬件中斷的情況下執行,硬件中斷處理是可能又產生了新的軟中斷. 之所以只處理本次軟中斷未發生的軟中斷向量,依據我自己的理解,其目的是為了不加重軟中斷處理的負擔而不馬上處理,只是相應的喚醒一個wakeup_softirqd線程,這是專門處理軟中斷的,這樣雖然延誤了軟中斷的處理,但避免了在硬中斷服務程序中拖延太長的時間.[關于軟中斷的處理在后緒版本變化也很大,可以進一步學習研究,如何使軟中斷不至影響中斷處理效率]

軟中斷處理這個函數雖然不長,但是相當的關鍵,每一句代碼都很重要,結合上面所說的幾點,與源碼交互起來理解才能根本理解軟中斷的設計機制:

asmlinkage void do_softirq()

{

int cpu = smp_processor_id();

__u32 pending;

unsigned long flags;

__u32 mask;

if (in_interrupt()) return;

local_irq_save(flags);

pending = softirq_pending(cpu);

if (pending) {

struct softirq_action *h;

mask = ~pending;

local_bh_disable();

restart:

/* Reset the pending bitmask before enabling irqs */

softirq_pending(cpu) = 0;

local_irq_enable();

h = softirq_vec;

do {

if (pending 1)

h->action(h);

h++;

pending >>= 1;

} while (pending);

local_irq_disable();

pending = softirq_pending(cpu);

if (pending mask) {

mask = ~pending;

goto restart;

}

__local_bh_enable();

if (pending)

wakeup_softirqd(cpu);

}

local_irq_restore(flags);

}

}

四. TTY與的具體關聯.

設備可以當作TTY終端來使用,這又使設備比一般的設備稍微復雜一些,因為他還必須與終端關聯起來,雖然這部分與TTY的關聯已經是屬于公用部分的代碼,并不須要編寫者特別做些什么來進行支持,但對它與TTY的層次關聯的了解有助于理解整個串口的數據流向.

linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解(linux不再難懂)

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