Книга: Разработка ядра Linux

Настоящий обработчик прерывания

Настоящий обработчик прерывания

Давайте рассмотрим настоящий обработчик прерывания, который используется в драйвере устройства RTC (real-time clock, часы реального времени), находящегося в файле drivers/char/rtc.c. Устройство RTC есть во многих вычислительных системах, включая персональные компьютеры (PC). Это отдельное от системного таймера устройство, которое используется для установки системных часов, для подачи сигналов таймера (alarm) или для реализации генераторов периодических сигналов (periodic timer). Установка системных часов обычно производится путем записи значений в специальный регистр или диапазон адресов (номеров портов) ввода-вывода (I/O range). Подача сигналов таймера или генератор периодических сигналов обычно реализуются через прерывания. Прерывание эквивалентно некоторому сигналу таймера: оно генерируется, когда истекает период времени сигнального таймера. При загрузке драйвера устройства RTC вызывается функция rtc_init() для инициализации драйвера. Одна из ее обязанностей — это регистрация обработчика прерывания. Делается это следующим образом.

if (request_irq(RTC_IRQ, rtc_interrupt, SA_INTERRUPT, "rtc", NULL) {
 printk(KERN_ERR "rtc: cannot register IRQ %dn" , rtc_irq);
 return -EIO;
}

Из данного примера видно, что номер линии прерывания — это константа RTC_IRQ, значение которой определяется отдельно для каждой аппаратной платформы с помощью препроцессора. Например, для персональных компьютеров это значение всегда соответствует IRQ 8. Второй параметр— это обработчик прерывания, rtc_interrupt, при выполнении которого запрещены все прерывания в связи с указанием флага SA_INTERRUPT. Из четвертого параметра можно заключить, что драйвер будет иметь имя "rtc". Так как наше устройство не может использовать линию прерывания совместно с другими устройствами и обработчик прерывания не используется для каких-либо других целей, в качестве параметра dev_id передается значение NULL.

И наконец, собственно сам обработчик прерывания.

/*
* Очень маленький обработчик прерывания. Он выполняется с
* установленным флагом SA_INTERRUPT, однако существует
* возможность конфликта с выполнением функции set_rtc_mmss()
* (обработчик прерывания rtc и обработчик прерывания системного
* таймера могут выполняться одновременно на двух разных
* процессорах). Следовательно, необходимо сериализировать доступ
* к микросхеме с помощью спин-блокировки rtc_lock, что должно
* быть сделано для всех аппаратных платформ в коде работы с
* таймером. (Тело функции set_rtc_mmss() ищите в файлах
* ./arch/XXXX/kernel/time.c)
*/
static irqreturn_t rtc_interrupt(int irq, void *dev_id,
 struct pt_regs *regs) {
 /*
 * Прерывание может оказаться прерыванием таймера, прерыванием
 * завершения обновления или периодическим прерыванием.
 * Состояние (причина) прерывания хранится в самом
 * младшем байте, а общее количество прерывание — в оставшейся
 * части переменной rtc_irq_data
 */
 spin_lock(&rtc_lock);
 rtc_irq_data += 0x100;
 rtc_irq_data &= ~0xff;
 rtc_irq_data |= (CMOS_READ(RTC_INTR_FLAGS) & 0xF0);
 if (rtc_status & RTC_TIMER_ON)
  mod_timer(&rtc_irq_timer, jiffies + HZ/rtc_freq + 2*HZ/100);
 spin_unlock(&rtc_lock);
 /*
 * Теперь выполним остальные действия
 */
 spin_lock(&rtc_task_lock);
 if (rtc_callback)
  rtc_callback->func(rtc_callback->private_data);
 spin_unlock(&rtc_task_lock);
 wake_up_interruptible(&rtc_wait);
 kill_fasync(&rtc_async_queue, SIGIO, POLL_IN);
 return IRQ_HANDLED;
}

Эта функция вызывается всякий раз, когда система получает прерывание от устройства RTC. Прежде всего, следует обратить внимание на вызовы функций работы со спин-блокировками: первая группа вызовов гарантирует, что к переменной rtc_irq_data не будет конкурентных обращений другими процессами на SMP-машине, а вторая — защищает в аналогичной ситуации параметры структуры rtc_callback. Блокировки обсуждаются в главе 9, "Средства синхронизации в ядре".

Переменная rtc_irq_data содержит информацию об устройстве RTC и обновляется с помощью функции mod_timer(). О таймерах рассказывается в главе 10, "Таймеры и управление временем".

Последняя часть кода, окруженная спин-блокировками, выполняет функцию обратного вызова (callback), которая может быть установлена извне. Драйвер RTC позволяет устанавливать функцию обратного вызова, которая может быть зарегистрирована пользователем и будет исполняться при каждом прерывании, приходящем от устройства RTC.

В конце функция обработки прерывания возвращает значение IRQ_HANDLED, чтобы указать, что прерывание от данного устройства обработано правильно. Так как этот обработчик прерывания не поддерживает совместное использование линий прерывания и не существует механизма, посредством которого обработчик прерываний RTC может обнаружить вложенные запросы на прерывание, то этот обработчик всегда возвращает значение IRQ_HANDLED.

Оглавление книги