ernel 中断调用关键词：request_irq     int_return





request_irq  注册中断
<linux/interrupt.h>

int request_irq(

unsigned int irq; //中断号
irq_handler_t handler, // ISR, irq_handler_t为ISR关键字
unsigned long flag; // 关键 share 否
const char *name; //ASCii 名
void *dev //共享时的唯一标示

 )

int_return 中断服务程序(interrupt handler or interrupt service routine ISR)
static irqreturn_t int_handler(int irq, void *dev)
#ISR是不重入的

每个中断处理的函数存放在entry.S中的interrupt数组中,该数组有NR_IRQS个元素.

每个元素做的工作有:
ENTRY(irq_entries_start)

.rept NR_IRQS

    ALIGN

1
:    pushl $vector
-
256


    jmp common_interrupt

.data

    .
long
 1b

.text

vector
=
vector
+
1


.endr


    ALIGN

common_interrupt:

    SAVE_ALL

    movl 
%
esp,
%
eax

    call do_IRQ

    jmp ret_from_intr





首先将中断向量- 256保存在栈中

其中的SAVE_ALL做的工作包括:
#define
 SAVE_ALL /


    cld; /

    pushl 
%
es; /

    pushl 
%
ds; /

    pushl 
%
eax; /

    pushl 
%
ebp; /

    pushl 
%
edi; /

    pushl 
%
esi; /

    pushl 
%
edx; /

    pushl 
%
ecx; /

    pushl 
%
ebx; /

    movl $(__USER_DS), 
%
edx; /

    movl 
%
edx, 
%
ds; /

    movl 
%
edx, 
%
es;





也就是保存一些寄存器, 然后调用do_IRQ函数:


do_IRQ函数首先调用irq_enter()函数:
#define
 irq_enter()                    /


    
do
 {                        /

        account_system_vtime(current);        /

        add_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);    /

    } 
while
 (
0
)





其中要注意的是函数add_preempt_count, 它改变的是当前进程中thread_info中的成员preempt_count,它是一个32位的字段,分为几个部分,:

0-7位: 抢占计数器, 最大值255

8-15位: 软中断计数器, 最大值255

16-27位: 硬中断计数器, 最大值4096

28位: PREEMPT_ACTIVE标志


因此,在hardirq.h中定义了几个宏:
#define
 PREEMPT_BITS    8


#define
 SOFTIRQ_BITS    8


#define
 HARDIRQ_BITS    12



#define
 PREEMPT_SHIFT    0


#define
 SOFTIRQ_SHIFT    (PREEMPT_SHIFT + PREEMPT_BITS)


#define
 HARDIRQ_SHIFT    (SOFTIRQ_SHIFT + SOFTIRQ_BITS)



#define
 PREEMPT_OFFSET    (1UL << PREEMPT_SHIFT)


#define
 SOFTIRQ_OFFSET    (1UL << SOFTIRQ_SHIFT)


#define
 HARDIRQ_OFFSET    (1UL << HARDIRQ_SHIFT)






因此, 函数调用add_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET)是增加其中硬中断的计数.


回到do_IRQ函数调用中,接下来:
#ifdef CONFIG_4KSTACKS


    curctx 
=
 (union irq_ctx 
*
) current_thread_info();

    irqctx 
=
 hardirq_ctx[smp_processor_id()];


    
/*


     * this is where we switch to the IRQ stack. However, if we are

     * already using the IRQ stack (because we interrupted a hardirq

     * handler) we can't do that and just have to keep using the

     * current stack (which is the irq stack already after all)

     
*/


    
if
 (curctx 
!=
 irqctx) {

        
int
 arg1, arg2, ebx;


        
/*
 build the stack frame on the IRQ stack 
*/


        isp 
=
 (u32
*
) ((
char
*
)irqctx 
+
 
sizeof
(
*
irqctx));

        irqctx
->
tinfo.task 
=
 curctx
->
tinfo.task;

        irqctx
->
tinfo.previous_esp 
=
 current_stack_pointer;


        asm 
volatile
(

            
"
       xchgl   %%ebx,%%esp      /n
"


            
"
       call    __do_IRQ         /n
"


            
"
       movl   %%ebx,%%esp      /n
"


            : 
"
=a
"
 (arg1), 
"
=d
"
 (arg2), 
"
=b
"
 (ebx)

            :  
"
0
"
 (irq),   
"
1
"
 (regs),  
"
2
"
 (isp)

            : 
"
memory
"
, 
"
cc
"
, 
"
ecx
"


        );

    } 
else


#endif






这段代码仅在线程栈大小是4K的情况下被调用, 有一个名为hardirq_ctx的数组保存硬中断的请求栈,它的定义是:
union irq_ctx {

    
struct
 thread_info      tinfo;

    u32                     stack[THREAD_SIZE
/
sizeof
(u32)];

};


static
 union irq_ctx 
*
hardirq_ctx[NR_CPUS];

static
 union irq_ctx 
*
softirq_ctx[NR_CPUS];



也就是说, 这两个数组的元素数量由CPU数量来决定.

在系统初始化的时候, 调用函数irq_ctx_init, 分别把这两个数组中的元素(irq_ctx *类型指针)指向hardirq_stack和softirq_stack:
static
 
char
 softirq_stack[NR_CPUS 
*
 THREAD_SIZE]

        __attribute__((__aligned__(THREAD_SIZE)));


static
 
char
 hardirq_stack[NR_CPUS 
*
 THREAD_SIZE]

        __attribute__((__aligned__(THREAD_SIZE)));



因此, 上面的那段do_IRQ函数中的代码做的工作比较当前thread_info描述符地址(通过调用current_thread_info()函数)与hardirq_ctx

的内容, 如果相同, 说明内核已经在使用硬件中断请求栈了, 否则如果不相等那么就要切换内核栈,需要保存当前进程描述符指针和esp寄存器.


接着, do_IRQ函数调用__do_IRQ函数,这个函数的主要工作有:
//
 加锁


spin_lock(
&
(irq_desc[irq].
lock
));

//
 响应


irq_desc[irq].handler
->
ack(irq);


//
 当前状态既不是IRQ_REPLAY:The IRQ line has been disabled but the previous IRQ occurrence has not yet been acknowledged to the PIC

//
 也
不是
IRQ_WAITING:The kernel is using the IRQ line while performing a hardware device probe; moreover, the corresponding interrupt has not been raised


irq_desc[irq].status 
&=
 
~
(IRQ_REPLAY 
|
 IRQ_WAITING);


//
 当
前状态为
IRQ_PENDING:An IRQ has occurred on the line; its occurrence has been acknowledged to the PIC, but it has not yet been serviced by the kernel


irq_desc[irq].status 
|=
 IRQ_PENDING;


if
 (
!
(irq_desc[irq].status 
&
 (IRQ_DISABLED 
|
 IRQ_INPROGRESS)) 
//
 如果当前状态不是IRQ_DISABLED 或者 IRQ_INPROGRESS


            
&&
 irq_desc[irq].action) {                            
//
 action指针有效


        irq_desc[irq].status 
|=
 IRQ_INPROGRESS;                    
//
 设置当前当前状态为IRQ_INPROGRESS: A handler for the IRQ is being executed


        
do
 {

            irq_desc[irq].status 
&=
 
~
IRQ_PENDING;                
//
 设置当前当前状态不是IRQ_PENDING,因为下面要开始处理了


            spin_unlock(
&
(irq_desc[irq].
lock
));

            handle_IRQ_event(irq, regs, irq_desc[irq].action);    
//
 处理事件


            spin_lock(
&
(irq_desc[irq].
lock
));

        } 
while
 (irq_desc[irq].status 
&
 IRQ_PENDING);            
//
 如果当前状态还是IRQ_PENDING循环继续


        irq_desc[irq].status 
&=
 
~
IRQ_INPROGRESS;                
//
 设置当前状态不是IRQ_INPROGRESS


}


irq_desc[irq].handler
->
end(irq);

spin_unlock(
&
(irq_desc[irq].
lock
));





在循环处理IRQ请求的时候, 最开始要设置状态为 IRQ_INPROGRESS同时不是IRQ_PENDING, 这个循环处理IRQ请求的过程在当前状态是IRQ_PENDING则一直进行下去, 

当该循环处理完毕之后, 再将状态设置为IRQ_INPROGRESS.


在从__do_IRQ函数返回后, 调用irq_exit函数:
void
 irq_exit(
void
)

{

    account_system_vtime(current);

    sub_preempt_count(IRQ_EXIT_OFFSET);

    
if
 (
!
in_interrupt() 
&&
 local_softirq_pending())

        invoke_softirq();

    preempt_enable_no_resched();

}





该函数首先调用sub_preempt_count减少抢占计数, 然后如果当前不在中断状态以及当前有未处理的软中断(softirq)则调用invoke_softirq函数(其实就是do_softirq函数)

处理软中断,最后调用preempt_enable_no_resched允许内核抢占.
 
转载自：http://www.cppblog.com/converse/archive/2009/05/03/81773.html

DOS功能调用
DOS中断号范围：0x20H~0x3FH，总共32个中断向量
INT 21H


01H号子功能： 等待从键盘输入一个字符，同时将该字符显示在显示器上

入口参数：无

出口参数：AL=按键的ASCII码


02H号子功能： 显示一个字符

入口参数：DL=待显示字符的ASCII码

出口参数：无


07H号子功能： 等待从键盘输入一个字符，但该字符不显示在显示器上，不响应CTRL_C

入口参数：无

出口参数：AL=按键的ASCII码


08H号子功能： 等待从键盘输入一个字符，同时将该字符显示在显示器上，响应CTRL_C

入口参数：无

出口参数：AL=按键的ASCII码


09H号子功能： 显示字符串，响应CTRL_C

入口参数：DS:DX=字符串首地址，字符串必须以’$'为结束标志

出口参数：无


0AH号子功能：等待从键盘输入字符串，并保存在输入数据缓冲区，同时在屏幕上显示

入口参数：DS:DX=输入数据缓冲区首地址，回车键为结束符，回车键’0DH’保存在缓冲区中，缓冲区首单元预置接收的字符个数(包括回车键)，BUF+1单元有0AH功能写入实际接收字符个数，因此缓冲区大小应大于等于接收字符(包括回车键)个数+2。

出口参数：AL=按键的ASCII码


0BH号子功能：查询有无键盘输入，响应CTRL_C

入口参数：无

出口参数：AL=0，无输入；AL=FFH，有输入。


4CH号子功能：结束正在运行的程序，并返回DOS系统

入口参数：AL=返回码(或者不设置)

出口参数：无


25H号子功能：写入中断向量

入口参数：AH=25H，AL=中断类型码；DS:DX=要写入的中断向量

出口参数：无


35H号子功能：读取中断向量

入口参数：AH=35H，AL=中断类型码

出口参数：ES:BX=中断向量


注意：

DOS中断参数总结：单字节参数(1)输入用DL，(2)输出用AL
DOS功能调用要注意DOS重入问题，若程序中开启了中断且在中断服务函数中调用了DOS功能函数，主程序中应避免使用DOS功能调用，而用BIOS相关功能替换

BIOS功能调用
BIOS中断号范围：0x10H~0x1FH，总共16个中断向量
INT 16H (键盘中断)


00H号子功能：读取输入的一个字符，无回显，响应CTRL_C，无输入则等待

入口参数：无

出口参数：AL=输入字符的ASCII码，若AL=0，则AH=输入键的扩展码


01H号子功能：查询键盘缓冲区

入口参数：无

出口参数：

Z标志=0，表示有输入，键代码仍留在键盘缓冲区中，此时AL=输入字符的ASCII码，AH=输入字符的扩展码
Z标志=1，表示无输入



02H号子功能：读取当前转换键状态

入口参数：无

出口参数：

AL=键盘状态字
AL7位置1表示Insert键有效（被奇数次按下）
AL6位置1表示Caps Lock键有效（相应的指示灯亮）
AL5位置1表示Num Lock键有效（相应的指示灯亮）
AL4位置1表示Scroll Lock键有效（相应的指示灯亮）
AL3位置1表示按下Alt键
AL2位置1表示按下Ctrl键
AL1位置1表示按下左Shift键
AL0位置1表示按下右Shift键



INT 10H（屏幕中断）


00H号子功能：设置屏幕显示方式

入口参数：

- AL=0 --> 40 * 25 黑白文本方式

- AL=1 --> 40 * 25 彩色文本方式

- AL=2 --> 80 * 25 黑白文本方式

- AL=3 --> 80 * 25 彩色文本方式


02H号子功能：预置光标位置

入口参数：BH=显示页号，DH=行号，DL=列号

出口参数：无


03H号子功能：读取光标的当前位置

入口参数：BH=显示页号

出口参数：

CH、CL=光标顶部扫描线、底部扫描线的行号
DH、DL=光标在屏幕上的行、列号



05H号子功能：设置当前显示页

入口参数：AL=显示存储器页号0~7

出口参数：在屏幕上显示出指定显示页的字符（只对文本方式有效）


08H子功能：读取光标所在位置的字符及其属性

入口参数：BH=显示页号

出口参数：

AH=光标所在位置的字符属性
AL =光标所在位置的字符的ASCII码，如果没有对应字符的ASCII码则AL置0



0EH子功能号：显示一个字符

入口参数：AL=待显示字符的ASCII码

出口参数：无


INT 1AH


INT 1AH的0H号子功能：调用读取日时钟计数器中的计数值


INT 1AH的1H号子功能：调用预置日时钟计数器中的计数值


INT 1CH型中断功能：BIOS为1CH型中断设计的服务程序只有一条IRET指令，由08H型日时钟中断服务程序调用

中断调用

若要调用中断，可以使用X86汇编语言的 INT指令。
 例如，如下的x86汇编语言指令可以使用BIOS的0x10中断向屏幕打印一个字符。
mov ah, 0x0e
mov al, '!'
int 0x10






BIOS 中断向量表[编辑]
中断
描述
INT 00h
CPU: 除零错,或商不合法时触发
INT 01h
CPU: 单步陷阱,TF标记为打开状态时,每条指令执行后触发
INT 02h
CPU: 非可屏蔽中断, 如 开机自我测试 时发生内存错误触发。
INT 03h
CPU: 第一个未定义的中断向量, 约定俗成仅用于调试程序
INT 04h
CPU: 算数溢出。通常由INTO指令在置溢出位时触发。
INT 05h
在按下Shift-Print Screen或BOUND指令检测到范围异常时触发。
INT 06h
CPU: 非法指令。
INT 07h
CPU: 没有数学协处理器时尝试执行浮点指令触发。
INT 08h
IRQ0: 可编程中断控制器每 55 毫秒触发一次，即每秒 18.2 次。
INT 09h
IRQ1: 每次键盘按下、按住、释放。
INT 0Ah
IRQ2:
INT 0Bh
IRQ3: COM2/COM4。
INT 0Ch
IRQ4: COM1/COM3。
INT 0Dh
IRQ5: 硬盘控制器（PC/XT 下）或 LPT2。
INT 0Eh
IRQ6: 需要时由软碟控制器呼叫。
INT 0Fh
IRQ7: LPT1。
INT 10h
显示服务 - 由BIOS或操作系统设定以供软件调用。
AH=00h
设定显示模式
AH=01h
设定游标形态
AH=02h
设定游标位置
AH=03h
获取游标位置与形态
AH=04h
获取光笔位置
AH=05h
设定显示页
AH=06h
清除或卷轴画面(上)
AH=07h
清除或卷轴画面(下)
AH=08h
读取游标处字符与属性
AH=09h
更改游标处字符与属性
AH=0Ah
更改游标处字符
AH=0Bh
设定边界颜色
AH=0Eh
在TTY模式下写字符
AH=0Fh
取得目前显示模式
AH=13h
写字符串

INT 11h
返回设备列表。
INT 12h
获取常规内存容量。
INT 13h
低阶磁盘服务。
AH=00h
复位磁盘驱动器。
AH=01h
检查磁盘驱动器状态。
AH=02h
读扇区。
AH=03h
写扇区。
AH=04h
校验扇区。
AH=05h
格式化磁道。
AH=08h
取得驱动器参数。
AH=09h
初始化硬盘驱动器参数。
AH=0Ch
寻道。
AH=0Dh
复位硬盘控制器。
AH=15h
取得驱动器类型。
AH=16h
取得软驱中盘片的状态。

INT 14h
串口通信例程。
AH=00h
初始化串口。
AH=01h
写出字符。
AH=02h
读入字符。
AH=03h
状态。

INT 15h
其它（系统支持例程）。
AH=4FH
键盘拦截。
AH=83H
事件等待。
AH=84H
读游戏杆。
AH=85H
SysRq 键。
AH=86H
等待。
AH=87H
块移动。
AH=88H
获取扩展内存容量。
AH=C0H
获取系统参数。
AH=C1H
获取扩展 BIOS 数据区段。
AH=C2H
指针设备功能。
AH=E8h, AL=01h (AX = E801h)
获取扩展内存容量（自从 1944 年引入的新功能），可获取到 64MB 以上的内存容量。
AH=E8h, AL=20h (AX = E820h)
查询系统地址映射。该功能取代了 AX=E801h 和 AH=88h。

INT 16h
键盘通信例程。
AH=00h
读字符。
AH=01h
读输入状态。
AH=02h
读 Shift 键（修改键）状态。
AH=10h
读字符（增强版）。
AH=11h
读输入状态（增强版）。
AH=12h
读 Shift 键（修改键）状态（增强版）。

INT 17h
打印服务。
AH=00h
打印字符。
AH=01h
初始化打印机。
AH=02h
检查打印机状态。

INT 18h
执行磁带上的 BASIC 程序：“真正的”IBM 兼容机在 ROM 里内置 BASIC 程序，当引导失败时由 BIOS 调用此例程解释执行。（例：打印“Boot disk error. Replace disk and press any key to continue...”这类提示信息）
INT 19h
加电自检之后载入操作系统。
INT 1Ah
实时钟服务。
AH=00h
读取实时钟。
AH=01h
设置实时钟。
AH=02h
读取实时钟时间。
AH=03h
设置实时钟时间。
AH=04h
读取实时钟日期。
AH=05h
设置实时钟日期。
AH=06h
设置实时钟闹铃。
AH=07h
重置实时钟闹铃。

INT 1Bh
Ctrl+Break，由 IRQ 9 自动调用。
INT 1Ch
预留，由 IRQ 8 自动调用。
INT 1Dh
不可调用：指向视频参数表（包含视频模式的数据）的指针。
INT 1Eh
不可调用：指向软盘模式表（包含关于软驱的大量信息）的指针。
INT 1Fh
不可调用：指向视频图形字符表（包含从 80h 到 FFh 的 ASCII 字符的数据）的信息。
INT 41h
地址指针：硬盘参数表（第一硬盘）。
INT 46h
地址指针：硬盘参数表（第二硬盘）。
INT 4Ah
实时钟在闹铃时调用。
INT 70h
IRQ8: 由实时钟调用。
INT 74h
IRQ12: 由鼠标调用
INT 75h
IRQ13: 由数学协处理器调用。
INT 76h
IRQ14: 由第一个 IDE 控制器所呼叫
INT 77h
IRQ15: 由第二个 IDE 控制器所呼叫