x4412&ibox项目实战44－Linux中断编程实验（四）

armeasy

使用软中断也可以实现中断编程。使用Linux底半部机制存在以下两大缺点:

一：在任意时刻,系统中只能有一个CPU可以执行底半部的代码,以防止两个或多个CPU同时来执行底半部代码而相互干扰;因此,底半部代码的执行必须是严格"串行化"的；

二：底半部函数不允许嵌套。

这两个缺点在单CPU系统中是无关紧要的，但是在SMP系统中却是非常致命的。因为,底半部机制的严格串行化执行显然没有充分利用SMP系统的多CPU特点。为此,Linux内核在底半部机制的基础上进行了扩展,那就是所谓的"软中断"(softirq)机制。

Linux的软中断机制是与SMP紧密联系而不可分的。为此,整个软中断机制的设计与实现，自始至终都贯彻了一个思想：“谁触发,谁执行”。也就是说,触发中断的那个CPU负责执行它所触发的软中断，而且，每个CPU都有自己的软中断触发与控制机制。这个设计思想也使得软中断机制充分利用了SMP系统的性能和特点。

软中断运行于中断上下文，它所调用的函数都是内核函数，因此使用软中断机制的驱动不允许编译成模块，只能编译进内核。

使用软中断机制编写驱动程序，实现在串口终端定时打印一条语句。

在kernel/drivers/char/x4412目录下新建驱动程序x4412-softirq.c文件，编辑内容如下：

1. #include <linux/module.h>
   
2. #include <linux/version.h>
   
3. #include <linux/init.h>
   
4. #include <linux/kernel.h>
   
5. #include <linux/jiffies.h>
   
6. #include <linux/delay.h>
   
7. #include <linux/sched.h>
   
8. #include <linux/kthread.h>
   
9. #include <linux/err.h>
   
10. #include <linux/interrupt.h>
    
11. //STEP1:在linux/interrupt.h中自定义软中断索引X4412_SOFTIRQ
    
12. static int flag = 0;
    
13. //STEP2:实现软中断处理函数;
    
14. void x4412_ibox_softirq(struct softirq_action* sa)
    
15. {
    
16.          flag = 1;
    
17.          printk("%s. \n", __FUNCTION__);
    
18. }
    
19. static int thread_process(void* param)
    
20. {
    
21.          while(1)
    
22.          {
    
23.                    set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
    
24.                    if(kthread_should_stop())
    
25.                    {
    
26.                             printk("kernel thread should stop;file:%s;line:%d\n", __FILE__, __LINE__);
    
27.                             break;
    
28.                    }
    
29.                    mdelay(10*HZ);
    
30.                    if(0 == flag)
    
31.                    {
    
32.                             raise_softirq(X4412_SOFTIRQ); //STEP4:触发软中断;
    
33.                    }
    
34.                    else
    
35.                    {
    
36.                             flag = 0;
    
37.                    }
    
38.          }
    
39.          return 1;
    
40. }
    
41. static struct task_struct* x4412_thread = NULL;
    
42. static int __init x4412_softirq_init(void)
    
43. {
    
44.          int err = 0;
    
45.          printk("%s\n", __PRETTY_FUNCTION__);
    
46.          open_softirq(X4412_SOFTIRQ, x4412_ibox_softirq); //STEP3:注册软中断
    
47.          x4412_thread = kthread_create(thread_process, NULL, "x4412_thread");
    
48.          if(IS_ERR(x4412_thread))
    
49.          {
    
50.                    err = PTR_ERR(x4412_thread);
    
51.                    x4412_thread = NULL;
    
52.                    printk(KERN_ERR "unable to start kernel thread:%d\n", err);
    
53.                    return err;
    
54.          }
    
55.          wake_up_process(x4412_thread);
    
56.          printk("x4412 kernel thread start;file:%s;line:%d\n", __FILE__, __LINE__);
    
57.          return 0;
    
58. }
    
59. static void __exit x4412_softirq_exit(void)
    
60. {
    
61.          int ret = -1;
    
62.          if(x4412_thread)
    
63.          {
    
64.                    ret = kthread_stop(x4412_thread);
    
65.                    x4412_thread = NULL;
    
66.          }
    
67.          printk("kernel thread stop,exit code is %d;file:%s;line:%d\n",ret, __FILE__, __LINE__);
    
68. }
    
69. MODULE_LICENSE("GPL");
    
70. MODULE_AUTHOR("www.9tripod.com");
    
71. module_init(x4412_softirq_init);
    
72. module_exit(x4412_softirq_exit);

复制代码

       在linux/interrupt.h中添加自定义的中断号：

1. enum
   
2. {
   
3.          HI_SOFTIRQ=0,
   
4.          TIMER_SOFTIRQ,
   
5.          NET_TX_SOFTIRQ,
   
6.          NET_RX_SOFTIRQ,
   
7.          BLOCK_SOFTIRQ,
   
8.          BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ,
   
9.          TASKLET_SOFTIRQ,
   
10.          SCHED_SOFTIRQ,
    
11.          HRTIMER_SOFTIRQ,
    
12.          X4412_SOFTIRQ,   /*自定义的中断*/
    
13.          RCU_SOFTIRQ,    /* Preferable RCU should always be the last softirq */
    
14. 
    
15.          NR_SOFTIRQS
    
16. };

复制代码

       编辑kernel/drivers/char/x4412/Kconfig文件，添加内容如下：

1. config X4412_SOFTIRQ_DRIVER
   
2.          tristate "x4412 softirq driver"
   
3.          default y
   
4.          help
   
5.          compile for x4412 softirq driver,y for kernel,no for dismod.

复制代码

       编辑kernel/drivers/char/x4412/Makefile文件，添加内容如下：

1. obj-$(CONFIG_X4412_SOFTIRQ_DRIVER) += x4412-softirq.o

复制代码

       编译内核，在kernel/drivers/char/x4412目录下将会生成x4412-softirq.o文件，同时它将会被打包到内核映像zImage中。更新开发板的内核，观察系统启动后串口终端的打印信息。

1. [root@x4412 ~]#
   
2. [   23.945014] x4412_ibox_softirq.
   
3. [   27.940013] x4412_ibox_softirq.
   
4. [   31.940013] x4412_ibox_softirq.
   
5. [   35.940013] x4412_ibox_softirq.

复制代码

       可见，每隔约4秒将会打印一次信息。

       结合源码，可以得出软中断的编程步骤。

       第一步：在linux/interrupt.h中添加自定义的中断号：

1. enum
   
2. {
   
3.          HI_SOFTIRQ=0,
   
4. 　　……
   
5.          X4412_SOFTIRQ,
   
6.          RCU_SOFTIRQ,    /* Preferable RCU should always be the last softirq */
   
7. 
   
8.          NR_SOFTIRQS
   
9. };

复制代码

       第二步：实现软中断处理函数：

1. void x4412_ibox_softirq(struct softirq_action* sa)
   
2. {
   
3.          ……
   
4. };

复制代码

       第三步：在驱动初始化函数或open函数中注册软中断：

1. open_softirq(X4412_SOFTIRQ, x4412_ibox_softirq);

复制代码

       这里第一个参数对应前面我们自定义的软中断号，第二个参数为中断处理函数名。

       第四步：触发软中断：

1. raise_softirq(X4412_SOFTIRQ);

复制代码

       同样，形式参数仍然是自定义的软中断号。

编译好的内核映像：
zImage.part1.rar (1.9 MB, 下载次数: 8)

2014-10-14 13:50 上传

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zImage.part2.rar (1.75 MB, 下载次数: 8)

2014-10-14 13:51 上传

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biaon

项目实战里面居然没有线程讲解，这一章刚好出现了线程