WDF驱动开发-中断处理(三)

使用中断唤醒设备

当设备转换为低功耗状态时，框架会断开连接 (或报告为非活动) 用于 I/O 处理的中断。从在 Windows 8.1 上运行的 KMDF 1.13 和 UMDF 2.0 开始，WDF 驱动程序可以创建一个框架中断对象，该对象在设备转换为低功耗状态时保持活动状态，然后可用于唤醒设备并将其还原到完全处于 D0 状态。

如果要为芯片上的系统开发 WDF 驱动程序 (SoC) 平台，则可以使用此类中断唤醒不提供传统唤醒信号机制的设备。若要使用此功能，设备必须具有通过 ACPI 公开的唤醒中断的硬件支持。创建中断的驱动程序必须是设备的电源策略所有者。

当设备转换为低功耗状态时，框架不会断开已标识为支持唤醒的中断。当设备中断时，框架在 IRQL = PASSIVE_LEVEL调用驱动程序的 EvtDeviceD0Entry 和 EvtInterruptIsr 回调例程。

如果驱动程序已创建被动级中断对象用于 I/O 处理，我们建议共享同一个中断对象以用于唤醒功能。在此方案中，驱动程序的 EvtInterruptIsr 回调例程实现条件逻辑以执行 I/O 相关中断的处理以及唤醒处理。

但是，如果驱动程序使用的中断需要在设备的 IRQL (DIRQL) 进行处理，我们建议创建额外的框架中断对象以提供唤醒功能。

按照以下步骤在 KMDF 或 UMDF 驱动程序中创建支持唤醒的中断对象：

1. 调用 WdfDeviceAssignS0IdleSettings，通常来自 EvtDriverDeviceAdd，并在 IdleCaps 参数中指定 IdleCanWakeFromS0；

2. (可选）调用 WdfDeviceInitSetPowerPolicyEventCallbacks 以注册支持系统唤醒中所述的事件回调函数；

3. 调用 WDF_INTERRUPT_CONFIG_INIT 以初始化 WDF_INTERRUPT_CONFIG 结构。提供在被动级别调用的 EvtInterruptIsr 回调函数。在配置结构中，将 PassiveHandling 和 CanWakeDevice 设置为 TRUE。然后从驱动程序的 EvtDevicePrepareHardware 回调函数调用 WdfInterruptCreate 以创建框架中断对象；

4. 调用 WdfDeviceAssignSxWakeSettings 将设备配置为将系统从低功耗状态唤醒；

WDF_DEVICE_POWER_POLICY_WAKE_SETTINGS_INIT(&wakeSettings);
wakeSettings.DxState = PowerDeviceD3;
wakeSettings.UserControlOfWakeSettings = WakeDoNotAllowUserControl;
wakeSettings.Enabled = WdfTrue;status = WdfDeviceAssignSxWakeSettings(Device, &wakeSettings);
if (!NT_SUCCESS(status)) {Trace(TRACE_LEVEL_ERROR,"WdfDeviceAssignSxWakeSettings failed %x\n", status);return status;
}

5. 当设备转换为低功耗状态时，框架不会为支持唤醒的中断调用 EvtInterruptDisable 。如果驱动程序提供了 EvtDeviceArmWakeFromS0 ，框架会调用该框架；

6. 当设备发出唤醒中断信号时，框架会调用驱动程序的 EvtDeviceD0Entry 回调例程；

7. 如果驱动程序的 EvtDeviceD0Entry 回调返回成功，框架将在被动级别调用驱动程序的 EvtInterruptIsr 回调。在中断处理程序返回之前，它必须在中断控制器中静音中断。如果驱动程序从 EvtDeviceD0Entry 返回失败代码，框架将断开中断，并调用驱动程序的 EvtInterruptDisable 回调，如果驱动程序已提供；

8. 如果驱动程序提供了以下唤醒事件回调例程，则框架会调用以下唤醒事件回调例程：

EvtDeviceDisarmWakeFromS0
EvtDeviceDisarmWakeFromSx
EvtDeviceWakeFromS0Triggered
EvtDeviceWakeFromSxTriggered
9. 框架继续执行正常的通电回调序列；

可以在windbg中使用 !wdfkd.wdfinterrupt 调试器扩展来显示特定中断是否已配置为支持唤醒。

注意: 唤醒中断功能不能与 USB 选择性挂起结合使用。

处理同时处于活动状态的中断

注意仅适用于 Kernel-Mode Driver Framework (KMDF) 版本 1.13 及更早版本。

许多设备都有控制中断生成和屏蔽的硬件寄存器。通常，此类设备的 KMDF 和 UMDF 驱动程序使用框架的内置中断支持。

但是，芯片上的系统上的简单设备 (SoC) 硬件平台可能没有用于中断的硬件寄存器。因此，此类设备的驱动程序可能无法控制何时生成中断，也无法在硬件中屏蔽中断。如果设备在连接后立即中断，并且驱动程序正在使用框架的中断支持，则有可能在框架完全初始化框架中断对象之前触发中断。因此，KMDF 驱动程序必须直接调用 WDM 例程才能连接和断开中断。由于 UMDF 驱动程序无法调用这些方法，因此不能为此类设备编写 UMDF 驱动程序。

在 SoC 硬件平台上，主动两个中断通常用于非常简单的设备，如硬件按钮。当用户按下一键时，设备的中断信号线将从低到高或从高转换为低。当用户松开一键时，中断线会向相反的方向转换。配置为双活动中断输入的 GPIO 引脚在从低到高和高到低转换时生成中断，导致系统在这两种情况下调用外围设备驱动程序的中断服务例程 ISR。但是，驱动程序不会收到转换是低到高还是高到低转换的指示。

若要区分从低到高以及从高到低的转换，驱动程序必须跟踪每个中断的状态。为此，驱动程序可能会维护布尔中断状态值，当中断行状态较低时为 FALSE ，当行状态较高时为 TRUE 。

假设系统启动时行状态默认为低。驱动程序在其 EvtDevicePrepareHardware 回调函数中将状态值初始化为 FALSE。然后，每次调用驱动程序的 ISR指示状态发生更改时，驱动程序都会反转其 ISR 中的状态值。

如果系统启动时线路状态较高，则启用中断后会立即触发。由于驱动程序直接调用 IoConnectInterruptEx 例程，而不是调用 WdfInterruptCreate，因此可确保它收到可能的即时中断。

此解决方案要求 GPIO 控制器支持硬件中的双主动中断，或者 GPIO 控制器的驱动程序在软件中模拟双主动中断。

下面的代码示例演示外围设备的 KMDF 驱动程序如何跟踪中断极性。

typedef struct _INTERRUPT_CONTEXT INTERRUPT_CONTEXT, *PINTERRUPT_CONTEXT;
typedef struct _DEVICE_CONTEXT DEVICE_CONTEXT, *PDEVICE_CONTEXT;struct _INTERRUPT_CONTEXT
{BOOLEAN State;PDEVICE_CONTEXT DeviceContext;
};struct _DEVICE_CONTEXT
{PKINTERRUPT Interrupt;INTERRUPT_CONTEXT InterruptContext;PDEVICE_OBJECT PhysicalDeviceObject;KSPIN_LOCK SpinLock;
};...BOOLEAN
YourInterruptIsr(__in PKINTERRUPT Interrupt,__in PVOID ServiceContext)
{PINTERRUPT_CONTEXT InterruptContext = (PINTERRUPT_CONTEXT)ServiceContext;PDEVICE_CONTEXT DeviceContext = InterruptContext->DeviceContext;//// Flip the state.//InterruptContext->State = !InterruptContext->State;IoRequestDpc(DeviceContext->PhysicalDeviceObject, DeviceContext->PhysicalDeviceObject->CurrentIrp, InterruptContext);
}VOID
YourInterruptDpc(__in PKDPC Dpc,__in PDEVICE_OBJECT DeviceObject,__inout PIRP Irp,__in_opt PVOID ContextPointer)
{PINTERRUPT_CONTEXT InterruptContext = (PINTERRUPT_CONTEXT)ContextPointer;...
}NTSTATUS
EvtDriverDeviceAdd(__in  WDFDRIVER Driver,__in  PWDFDEVICE_INIT DeviceInit)
{WDFDEVICE Device;PDEVICE_CONTEXT DeviceContext;...DeviceContext->Interrupt = NULL;DeviceContext->PhysicalDeviceObject = WdfDeviceWdmGetPhysicalDevice(Device);KeInitializeSpinLock(&DeviceContext->SpinLock);IoInitializeDpcRequest(DeviceContext->PhysicalDeviceObject, YourInterruptDpc);
}NTSTATUS
EvtDevicePrepareHardware(__in  WDFDEVICE Device,__in  WDFCMRESLIST ResourcesRaw,__in  WDFCMRESLIST ResourcesTranslated)
{PDEVICE_CONTEXT DeviceContext = YourGetDeviceContext(Device);for (ULONG i = 0; i < WdfCmResourceListGetCount(ResourcesTranslated); i++){PCM_PARTIAL_RESOURCE_DESCRIPTOR descriptor = WdfCmResourceListGetDescriptor(ResourcesTranslated, i);if (descriptor->Type == CmResourceTypeInterrupt){IO_CONNECT_INTERRUPT_PARAMETERS params;RtlZeroMemory(&params, sizeof(params));params.Version = CONNECT_FULLY_SPECIFIED;params.FullySpecified.PhysicalDeviceObject = DeviceContext->PhysicalDeviceObject;params.FullySpecified.InterruptObject = &DeviceContext->Interrupt;params.FullySpecified.ServiceRoutine = YourInterruptIsr;params.FullySpecified.ServiceContext = (PVOID)&DeviceContext->InterruptContext;params.FullySpecified.SpinLock = &DeviceContext->SpinLock;params.FullySpecified.Vector = descriptor->u.Interrupt.Vector;params.FullySpecified.Irql = (KIRQL)descriptor->u.Interrupt.Level;params.FullySpecified.SynchronizeIrql = (KIRQL)descriptor->u.Interrupt.Level;params.FullySpecified.InterruptMode = (descriptor->Flags & CM_RESOURCE_INTERRUPT_LATCHED) ? Latched : LevelSensitive;params.FullySpecified.ProcessorEnableMask = descriptor->u.Interrupt.Affinity;params.FullySpecified.ShareVector = descriptor->ShareDisposition;//// Default state is low.//DeviceContext->InterruptContext.State = 0;DeviceContext->InterruptContext.DeviceContext = DeviceContext;return IoConnectInterruptEx(&params);}}return STATUS_SUCCESS;
}NTSTATUS
EvtDeviceReleaseHardware(__in  WDFDEVICE Device,__in  WDFCMRESLIST ResourcesTranslated
)
{PDEVICE_CONTEXT DeviceContext = YourGetDeviceContext(Device);if (NULL != DeviceContext->Interrupt){IO_DISCONNECT_INTERRUPT_PARAMETERS params;params.Version = CONNECT_FULLY_SPECIFIED;params.ConnectionContext.InterruptObject = DeviceContext->Interrupt;IoDisconnectInterruptEx(&params);}return STATUS_SUCCESS;
}

在前面的代码示例中，驱动程序的 EvtDriverDeviceAdd 回调函数配置设备上下文，然后调用 IoInitializeDpcRequest 来注册 DpcForIsr 例程。

驱动程序的 InterruptService 例程反转中断状态值，然后调用 IoRequestDpc 将 DPC 排队。

在其 EvtDevicePrepareHardware 回调函数中，驱动程序将状态值初始化为 FALSE ，然后调用 IoConnectInterruptEx。在其 EvtDeviceReleaseHardware 回调函数中，驱动程序调用 IoDisconnectInterruptEx 以取消注册其 ISR。