linux中断编程

本文档只介绍中断编程所需的函数及应用，中断完整处理流程应参考文档《linux中断处理流程》，可参考文档《linux内核对中断的处理方式》对中断初步了解。

本文档基于3.14内核。

 一. 申请和释放中断

一般在设备驱动模块的初始化中申请中断，在模块卸载函数中释放中断。

// linux/irqreturn.h
/**
 * enum irqreturn
 * @IRQ_NONE        interrupt was not from this device
 * @IRQ_HANDLED     interrupt was handled by this device
 * @IRQ_WAKE_THREAD handler requests to wake the handler thread
 */
enum irqreturn {
    IRQ_NONE        = (0 << 0),
    IRQ_HANDLED     = (1 << 0),
    IRQ_WAKE_THREAD     = (1 << 1),
};

typedef enum irqreturn irqreturn_t;

typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int irq, void *dev_id);

int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev_id);

irq要申请的硬件中断号。

handler是向系统登记的中断处理函数（顶半部），是一个回调函数，中断发生后，系统调用这个函数，dev_id参数将传递给handler。

irqflags是中断处理的属性，可以指定中断的触发方式以及处理方式。在触发方式方面，可以是IRQF_TRIGGER_RISING、IRQF_TRIGGER_FALLING、IRQF_TRIGGER_HIGH、IRQF_TRIGGER_LOW等。在处理方式方面，若设置了IRQF_DISABLED，表明中断处理程序是快速处理程序，快速成立程序被调用时屏蔽所有中断，慢速处理程序调用时不会屏蔽其他设备的驱动；若设置了IRQF_SHARED，则表示多个设备共享中断，dev_id在中断共享时会用到，一般设置为这个设备的结构体或者NULL。

name是中断名，在/proc/interrupts中显示。

返回值0表示成功，返回-EINVAL表示中断号无效或处理函数指针为NULL，返回-EBUSY表示中断已经被占用且不能共享。

void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id);

二. 使能和屏蔽中断

1. 屏蔽一个中断源irq

extern void disable_irq_nosync(unsigned int irq);
extern void disable_irq(unsigned int irq);
extern void disable_percpu_irq(unsigned int irq);
extern void enable_irq(unsigned int irq);
extern void enable_percpu_irq(unsigned int irq, unsigned int type);

disable_irq_nosync()与disable_irq()的区别在于前者立即返回，而后者等待目前的中断处理完成。由于disable_irq()会等待指定的中断被处理完，因此如果在n号中断的顶半部调用disable_irq(n)，会引起系统的死锁，在这种情况下只能调用disable_irq_nosync(n)。

2. 屏蔽本CPU上所有中断

#define local_irq_enable()  
#define local_irq_disable() 
#define local_irq_save(flags)                  
#define local_irq_restore(flags) 

flags为unsigned long类型，被直接传递，而不是通过指针。

3. 中断底半部的屏蔽使能

void local_bh_disable(void);
void local_bh_enable(void);

禁止和使能软中断和tasklet底半部机制的函数。

三. 中断底半部

中断底半部机制有三种，软中断、tasklet（小任务）和workqueue（工作队列）。一般不推荐使用软中断。

参考：

1. linux内核对中断的处理方式

2. linux中断处理流程

3. 设备驱动开发详解 宋宝华

4. 工作队列workqueue应用

5. 小任务tasklet应用

6. 中断函数