浅谈嵌入式系统在中断控制系统的实现

　　中断装置和中断处理程序统称为中断系统。 中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外围设备间的数据传送往往采用中断系统。中断系统的应用大大提高了计算机效率。中断装置和中断处理程序统称为中断系统。中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外围设备间的数据传送往往采用中断系统。中断系统的应用大大提高了计算机效率。不同的计算机其硬件结构和软件指令是不完全相同的，因此，中断系统也是不相同的。计算机的中断系统能够加强CPU对多任务事件的处理能力。中断机制是现代计算机系统中的基础设施之一，它在系统中起着通信网络作用，以协调系统对各种外部事件的响应和处理。

　　中断是现代操作系统的一大特点，在嵌入式系统尤为明显，中断函数在驱动程序中的作用非常重要，相当于各种函数的调度中心。在我们的驱动程序中数据包被接收，数据包发送完毕，buffer分配完成以及其他异常情况都会触发中断而调用中断函数进行处理。其他情况触发中断比较容易理解，下面对buffer分配完成中断作一些说明。

　　现代网络芯片为增加数据吞吐量，在芯片内部都包含一定数量的buffer缓存发送和接收的数据包，Buffer （Z缓存） Z-buffering是在为物件进行着色时，执行"隐藏面消除"工作的一项技术，所以隐藏物件背后的部分就不会被显示出来。在3D环境中每个像素中会利用一组数据资料来定义像素在显示时的纵深度（即Z轴座标值）。Z Buffer所用的位数越高，则代表该显示卡所提供的物件纵深感也越。目前的3D加速卡一般都可支持16位的Z Buffer,新推出的一些的卡已经可支持到32位的Z Buffer.对一个含有很多物体连接的较复杂3D模型而言，能拥有较多的位数来表现深度感是相当重要的事情，3D Studio MAX支持64位的Z-buffer.在发送数据时网络芯片往往要先分配适当大小的buffer空间，以接收内核发送的数据，释放buffer空间，这时buffer分配命令就可以继续执行，一旦执行成功就触发中断告知系统可以向芯片传送数据了。

　　这种机制在现代网络芯片中非常常见，这种机制的实现涉及驱动程序的发送、接收、中断控制等函数。在前面已经介绍过，中断程序是在网络设备初始化被登记的，被触发调用后主要完成三项工作，一是保存中断现场屏蔽网络芯片的其他中断；二是读取相关寄存器信息，根据寄存器状态判断中断原因并进行处理；三是恢复中断现场。在我们的DM9000_init（）函数中登记的中断控制程序为DM9000_interrupt（），下面结合代码片段简述功能实现。

　　statIC void DM9000_interrupt（int irq, void * dev_id, struct pt_regs * regs）

　　{

　　saved_bank = inw（ BANK_SELECT ）；

　　DM9000_SELECT_BANK（2）；

　　saved_pointer = inw（ PTR_REG ）；

　　mask = inb（ IM_REG ）；

　　outw（ 0, INT_REG ）；

　　保存中断现场，屏蔽网络芯片产生的所有中断，注意中断屏蔽采用的是硬件屏蔽方式，即靠芯片本身的寄存器来屏蔽中断，而不是靠内核函数disable_irq（）来屏蔽中断，这种方式执行效率要高一些。

　　do {

　　status = inb（ INT_REG ） & mask;

　　if （！status ）

　　break;

　　if （status & IM_RCV_INT） {

　　DM9000_rcv（dev）；

　　} else if （status & IM_TX_INT ） {

　　DM9000_tx（dev）

　　} else if （status & IM_TX_EMPTY_INT ） {

　　lp->stats.collisions += card_stats & 0xF;

　　} else if （status & IM_ALLOC_INT ） {

　　DM9000_hardware_send_packet（ dev ）；

　　} else if （status & IM_RX_OVRN_INT ） {

　　lp->stats.rx_errors++;

　　lp->stats.rx_fifo_errors++;

　　} else if （status & IM_MDINT ） {

　　DM9000_phy_interrupt（dev）；

　　}

　　} while （ timeout -- ）；

　　这段代码是中断控制的关键，读取中断状态进行比较，针对6种中断原因进行了相关处理，这些处理或者调用相关函数完成，或者仅对priv结构中的struct enet_statistics操作，作相关数据统计。

　　DM9000_SELECT_BANK（ 2 ）；

　　outw（ mask 《 8, INT_REG ）；

　　outb（ mask, IM_REG ）；

　　outw（ saved_pointer, PTR_REG ）；

　　DM9000_SELECT_BANK（ saved_bank ）；

　　这段代码恢复中断现场。

　　对于中断程序还有几点需要注意就是，DM9000采用的是硬屏蔽模式也就是通过对寄存器操作，实现中断屏蔽功能。中断状态寄存器和中断屏蔽寄存器共用一个地址，高位为屏蔽寄存器，低位为状态寄存器，状态寄存器又名条件码寄存器，它是计算机系统的部件--运算器的一部分，状态寄存器用来存放两类信息：一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息（条件码），如有无进位（CY位），有无溢出（OV位），结果正负（SF位），结果是否为零（ZF位），奇偶标志位（P位）等；另一类是存放控制信息（PSW:程序状态字寄存器），如允许中断（IF位），跟踪标志（TF位）等。有些机器中将PSW称为标志寄存器FR（Flag Register）。状态寄存器只读，所以代码outw（0,INT_REG）进行的字操作（16位）实际是把屏蔽寄存器全部关闭，inb（INT_REG）进行的字节操作（8位）读入的是状态寄存器的内容。

　　基于此，驱动程序在头文件中不得不定义一系列宏来完成端口操作。这里使用的Outw和inb就是这样的宏，由于S3C2440芯片端口和内存具有统一的地址空间，所以这些宏进行的其实是地址间的赋值操作。

　　DM9000_rcv（dev）

　　DM9000_hardware_send_packet（ dev ）

　　DM9000_phy_interrupt（dev）

　　DM9000_tx（dev）

　　这四个函数分别对应相应的中断处理，个是收到数据包的处理函数和第二个是buffer分配成功的处理函数，这两个函数在后面的相关章节中还会详细介绍。第三个DM9000_phy_interrupt（dev）处理物理连接引起的中断，例如失去载波、连接中断等。第四个DM9000_tx（dev）发送完成中断的处理程序，这个函数本来重要的功能是释放已发送数据包占用的buffer,但是由于我们使用了DM9000提供的自动释放功能，所以这个函数就只剩处理发送出现的异常情况（例如多次collision）等的功能了。