Linux中断下半部实现机制
1. 中断上、下半部产生背景
由于内核中中断不允许嵌套，在程序进入中断后，系统会关闭中断接收，这段时间内，其他中断都无法处理导致中断无法响应，因此需要当前进入的中断子服务函数越快越好。但是在一些特殊情况下，中断要处理的事情可能是复杂且冗长的，为解决这种问题， 中断上下半部的概念顺势而生。将中断拆成两部分，上半部用来处理紧急的事情；下半部用来处理不紧急的事情。
2. 运行机制
(1) tasklet方式: 当下半部处理的事情耗时但是可以忍受时，可以使用tasklet。tasklet是以软中断形式实现的，软中断的优先级仅次于硬件中断，在进入软件中断时，硬件中断会被打开，因此软件中断可被硬件中断打断。 使用: 软中断实现服务子函数，优先级高，影响系统执行效率。 a. 初始化:
静态(编译时创建):
DECLARE_TASKLET(kpd_keymap_tasklet, kpd_keymap_handler, 0);
动态(在函数probe或其他入口函数初始化):
struct tasklet_struct kpd_keymap_tasklet;
tasklet_init(&kpd_keymap_tasklet, kpd_keymap_handler, 0);
b. 下半部实现:
static void kpd_keymap_handler(unsigned long data)
{
}
c. 在硬件中断服务函数，调度:
tasklet_schedule(&kpd_keymap_tasklet);
d. 在退出函数，销毁:
tasklet_kill(&kpd_keymap_tasklet);
(2) 工作队列方式: 在tasklet方式中，虽然开中断了，期间可处理系统各种中断，但是软中断的优先级也会导致其他的线程无法运行。如果时间过长，会导致系统卡顿且APP也无法运行的现象。此时选择内核线程来处理下半部：在中断上半部将下半部处理函数放入工作队列，且唤醒工作队列线程，然后退出中断。包含下半部的工作队列与APP都有机会执行，不会造成卡顿。 使用: 一个工作线程处理多个中断服务子函数。 a. 初始化
静态:
DECLARE_WORK(my_work, my_func, &data);
动态:
struct work_struct my_work;
INIT_WORK(&my_work, my_func, &data);
b. 下半部实现
void my_func()
{
}
c. 在硬件中断调度
schedule_work(&my_work); //工作完成后会自动销毁
注意: 也可以自定义工作队列，实现任务调度，这里不作介绍。
(3) 线程中断：由于工作队列每次只能处理一个中断下半部，但是内核支持多线程，因此出现为每一个中断下半部开辟一个线程处理。将多个中断的下半部线程分配给多个CPU上执行，提高效率。 使用: 一个线程对应一个中断服务子函数，效率高，占用资源。 在程序中调用request_threaded_irq
原型:
/* irq: 中断号
* handler: 中断服务子函数
* thread_fn: 中断线程化
* irqflags: 中断触发标志位
* devname: 请求中断的设备名称
* dev_id: 传递给thread_fn参数，通常为设备结构体
*/
int request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, irq_handler_t thread_fn,
unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id);
实例:
int request_threaded_irq(irq, isr, my_func, IRQF_TRIGGER_FALLING, "key_isr", &key_quest[i]);
下半部:
static irqreturn_t my_func (int irq, void *data)
{
……
return IRQ_HANDLED;
}
中断服务子函数:
static irqreturn_t isr(int irq, void *dev_id)
{
……
return IRQ_WAKE_THREAD;
}
触发流程： 先进入中断服务子函数handler 返回IRQ_WAKE_THREAD，然后会进入线程化中断my_func。 每个中断都会对应一个线程，互不干扰，效率更高。