1 Windows CE中断处理
1.1 中断产生
在Windows CE中,系统的中断分为两种:软中断和硬中断。软中断是一种“信号机制”,而不是由软件产生的中断信号。硬中断通常是外部设备对CPU发出中断信弓。一般来说,软中断是由操作系统内核机制的事件产生的,例如定时器超叫,但是有的软中断由和硬件有关的中断引起。例如,当外部产生一个硬中断时,会产生和硬件相关的一个软中断,这样内核就会在适当的时机处理这个软中断,唤醒睡眠在相应任务队列中的处理例程。
1.2 中断处理模型
Windows CE提供了一个有效的中断处理机制,它把对中断的处理分为两部分:中断服务例程(ISR)和中断服务线程(IST)。ISR通常要求短小精悍,效率要求很严格。它只决定该怎样处理这个中断,一般情况下不应该做太多的工作。大部分工作依靠IST处理,如将数据移到缓存或处理用户某些特殊要求的工作。Windows CE中断处理模型如图1所示。
1.3 中断处理过程
Windows CE支持两种ISR:静态ISR和可安装ISR。静态ISR只能静态地编译进内核,运行时不能改变。与IST通信时,它也只能是单向的,即由ISR到IST。静态ISR支持嵌套中断,并且使用内核堆栈。可安装ISR由内核管理程序从动态链接库中加载。和静态ISR不同,它和IST的通信是双向的,多个ISR可以与同一个中断请求相关联,系统按照加载驱动的顺序依次调度。在可安装ISR中,共享内存的使用也比较灵活。图2为中断处理过程。
对图2的中断处理过程作以下几点解释:
①当内核的异常处理代码接收到一个来自硬件的中断时,内核会侦测到一个异常情况发生,并会提交这个硬件中断。
②内核的中断支持处理器通知ISR去禁止该中断的重复提交,直到相关的中断处理全部完成后,才再度使能该中断。还会通知硬件屏蔽优先级别低的中断,直到必需的处理结束后,再重新打开被屏蔽的中断。在这个过程中,允许高优先级中断触发。
③异常处理器调用ISR来响应中断。
④内核接收ISR返回值,依据该返回值决定如何处理中断。
⑤内核触发中断支持管理器来唤醒中断服务线程(IST)并激活该线程。
⑥当中断服务线程(IST)被唤醒后,它开始处理相应的中断。
⑦如果需要,中断服务线程调用各种I/0例程访问硬件来完成工作。
⑧中断处理结束后调用InterruptDone函数通知内核。
⑨内核调用OEMInterruptDone完成整个中断处理过程,0AL通知底层硬件使能所有中断。
2 中断流驱动程序设计
2.1 驱动的概念
驱动程序是一个软件模块,其功能就是对设备、协议甚至某些服务进行管理。驱动程序是直接和设备进行通信的部分,设备可以是物理设备或逻辑设备。
流接口的驱动是基本的设备驱动类型,它实现一组固定的流接口函数。所有流接口驱动程序使用相同的接口并调用同一个函数集——流接口函数,大部分WindowsCE设备驱动都可用此模型来实现。流接口驱动程序由设备管理程序(Device.exe)自动加载、管理和卸载,也可以通过API函数手动加载、管理和卸载。
2.2 设计方法
Windows CE提供了几种基于等待队列的进程间通信手段,其中事件在驱动设计中经常被用来引发某一个中断处理。中断是Windows CE驱动设计的关键之一,驱动程序需要实现特定设备的中断响应、中断引发的数据传送和处理。可以把外设中断时所需处理的任务封装到流接口函数中,应用程序使用Windows CE操作系统的文件API函数与流接口进行通信,从而达到应用程序访问驱动程序和操作硬件的目的。
本文以KEYl按键连接到S3C2440外部中断EINTl(GPFl)引脚的按键电路为例,给出中断流接口驱动程序的一般设计方法,电路原理图如图3所示。
流接口驱动程序的入口点函数、调用方式以及每个函数实现的功能如表1所列Ⅲ。其中电源管理函数,即EIT—PowerDown和EIT_PowerUp是可选的,这里没有调用。
2.3 编写代码
在三星公司BSP包驱动程序的存放位置下新建一个目录EINT,用文本编辑器建立5个文本文件,文件名分别为EINTl.c、EINTl.h、EINTl.def、sources、makefile。
从表1可以看出,驱动程序大部分功能都是在EIT_Init()函数中完成的,在EINTl.c文件中编写EIT_Init()函数,如下所示。