linux UART串口驅(qū)動(dòng)開發(fā)文檔

講到最后還沒有指出軟中斷是如何觸發(fā)執(zhí)行的，其實(shí)很簡(jiǎn)單:

在系統(tǒng)處理所有硬中斷信號(hào)時(shí)，他們的入口是統(tǒng)一的，在這個(gè)入口函數(shù)當(dāng)中除了執(zhí)行do_IRQ()完成硬件中斷的處理之外，還會(huì)執(zhí)行do_softirq()來檢測(cè)是否有軟中斷須要執(zhí)行，所以軟中斷所依賴的是硬件中斷機(jī)制;

另外還有一個(gè)專門處理軟中斷內(nèi)核線程ksoftirqd()，這個(gè)線程處理軟中斷級(jí)別是比較低的，他是一個(gè)無限LOOP不停的檢測(cè)是否有軟中斷須要處理，如果沒有則進(jìn)行任務(wù)調(diào)度.

在do_softirq()中有如下的判斷，以決定是否有軟中斷須要執(zhí)行，如果沒有就直接退出,在[3]中提到的激活軟中斷時(shí)，要將相應(yīng)軟中斷位置1, 軟中斷有32個(gè)，因此一個(gè)整型數(shù)即可以表示32個(gè)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(cè)32個(gè)軟中斷位標(biāo)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(zhí)行時(shí)期問題.

之所以將這個(gè)問題單獨(dú)列開來講，是因?yàn)樗貏e的重要，上面我已經(jīng)講過了軟中斷是依賴硬中斷觸發(fā)執(zhí)行的，但是產(chǎn)生如下疑問：

是不是一有硬中斷發(fā)生就會(huì)觸發(fā)軟中斷的執(zhí)行?

軟中斷的執(zhí)行會(huì)不會(huì)影響到系統(tǒng)的性能?

會(huì)不會(huì)影響到硬中斷的處理效率?也就是說會(huì)不會(huì)導(dǎo)致在處理軟中斷時(shí)而引起硬中斷無法及時(shí)響應(yīng)呢?

再看do_softirq的代碼當(dāng)中有如下判斷:

if (in_interrupt())

return;

這個(gè)條件就是能否進(jìn)行軟中斷處理的關(guān)鍵條件，因此由此也可以了解到軟中斷是一種優(yōu)先級(jí)低于硬中斷的軟性機(jī)制，具體來看看這個(gè)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(gè)結(jié)構(gòu)，那就是irq_cpustat_t, 先前我們講是否有軟中斷產(chǎn)生的標(biāo)志位，但沒有提到__softirq_pending，這個(gè)變量就是記載32個(gè)軟中斷是否產(chǎn)生的標(biāo)志，每一個(gè)軟中斷對(duì)應(yīng)一個(gè)位; 在中斷執(zhí)行的do_softirq中有如下幾個(gè)重要的動(dòng)作，說明如下:

in_interrupt判斷是否可以進(jìn)行軟中斷處理，判斷的條件就是沒有沒處在硬件中斷環(huán)境中，而且還沒有軟中斷正在執(zhí)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(shí)現(xiàn)，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(shí)，一進(jìn)行即會(huì)調(diào)用irq_enter來表示已經(jīng)進(jìn)入硬件中斷處理程序，處理完硬件中斷后再調(diào)用irq_exit表示已經(jīng)完成處理;

pending判斷是否有軟中斷須要處理, 每個(gè)位用作當(dāng)作一個(gè)軟中斷是否產(chǎn)生的標(biāo)志.

清除所有軟中斷標(biāo)志位，因?yàn)橄旅婕磳⑻幚? 但清除之前先緩存起來, 因?yàn)橄旅孢€要使用這個(gè)變量一次.

在進(jìn)入軟中斷處理后，會(huì)關(guān)閉bh功能的執(zhí)行，執(zhí)行完后才打開，這樣在in_interrupt判斷當(dāng)中就會(huì)直接發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有bh在執(zhí)行，不會(huì)再次進(jìn)入bh執(zhí)行了，這嚴(yán)格保證了bh執(zhí)行的串行化.

打開硬件中斷，讓軟中斷在有硬件中斷的環(huán)境下執(zhí)行.

處理完軟中斷后關(guān)閉硬中斷，再次檢測(cè)是否有新的軟中斷產(chǎn)生，如果有的話，卻只須立即處理本次軟中斷過程未發(fā)生過的軟中斷向量. 之所以會(huì)有新的軟中斷產(chǎn)生，那是因?yàn)檐浿袛嗍窃陂_硬件中斷的情況下執(zhí)行，硬件中斷處理是可能又產(chǎn)生了新的軟中斷. 之所以只處理本次軟中斷未發(fā)生的軟中斷向量，依據(jù)我自己的理解，其目的是為了不加重軟中斷處理的負(fù)擔(dān)而不馬上處理，只是相應(yīng)的喚醒一個(gè)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(wù)程序中拖延太長(zhǎng)的時(shí)間.[關(guān)于軟中斷的處理在后緒版本變化也很大，可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)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(gè)函數(shù)雖然不長(zhǎng)，但是相當(dāng)?shù)年P(guān)鍵，每一句代碼都很重要，結(jié)合上面所說的幾點(diǎn)，與源碼交互起來理解才能根本理解軟中斷的設(shè)計(jì)機(jī)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與串口的具體關(guān)聯(lián).

串口設(shè)備可以當(dāng)作TTY終端來使用，這又使串口設(shè)備比一般的設(shè)備稍微復(fù)雜一些，因?yàn)樗€必須與終端驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)起來，雖然這部分與TTY的關(guān)聯(lián)已經(jīng)是屬于公用部分的代碼，并不須要驅(qū)動(dòng)編寫者特別做些什么來進(jìn)行支持，但對(duì)它與TTY的層次關(guān)聯(lián)的了解有助于理解整個(gè)串口的數(shù)據(jù)流向.