linux kernel irq相关函数详解

news2025/4/21 2:58:27

在Linux内核驱动开发中，处理中断涉及一系列关键函数，正确使用这些函数对确保驱动的稳定性和性能至关重要。以下是disable_irq、free_irq、platform_get_irq和request_irq等函数的详细解析，涵盖其功能、用法、注意事项及示例代码。

一、核心函数详解

1. `request_irq`：注册中断处理程序

功能：申请中断线并绑定中断处理函数。

函数原型：


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

参数：
- irq：中断号（通过platform_get_irq获取）。
- handler：中断处理函数（如irq_handler_t类型）。
- flags：中断标志（如IRQF_SHARED、IRQF_TRIGGER_RISING）。
- name：中断名称（在/proc/interrupts中显示）。
- dev_id：设备标识符（用于共享中断时的唯一标识）。
返回值：成功返回0，失败返回错误码。

示例：


ret = request_irq(irq_num, my_interrupt_handler, IRQF_SHARED, "my_device", dev);
if (ret) {
    pr_err("Failed to request IRQ %d\n", irq_num);
    return ret;
}

2. `platform_get_irq`：获取平台设备中断号

功能：从设备树或平台资源中提取中断号。

函数原型：


int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);

参数：
- dev：平台设备结构体指针。
- num：中断资源索引（通常为0，表示第一个中断）。
返回值：成功返回中断号，失败返回负数错误码。

示例：


int irq = platform_get_irq(pdev, 0);
if (irq < 0) {
    dev_err(&pdev->dev, "Failed to get IRQ\n");
    return irq;
}

3. `free_irq`：释放中断资源

功能：解除中断处理函数并释放中断线。

函数原型：


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

参数：
- irq：中断号。
- dev_id：与request_irq时一致的设备标识符。
注意事项：
- 必须在驱动卸载（如remove函数）中调用。
- 共享中断时，dev_id必须唯一匹配。
示例：
```
free_irq(irq_num, dev);
```

4. `disable_irq` 与 `enable_irq`：禁用/启用中断

功能：临时禁用或重新启用中断线。

函数原型：


void disable_irq(unsigned int irq);
void enable_irq(unsigned int irq);

变体：
- disable_irq_nosync：立即禁用中断，不等待当前处理完成。
- enable_irq：需与disable_irq成对调用。
注意事项：
- 多次调用disable_irq需对应相同次数的enable_irq。
- 避免在中断上下文中调用disable_irq（可能导致死锁）。

示例：


disable_irq(irq_num);
// 执行关键操作（如修改共享数据）
enable_irq(irq_num);

二、使用场景与流程

1. 驱动初始化（Probe函数）

获取中断号：通过platform_get_irq获取硬件中断号。
注册中断处理程序：调用request_irq绑定处理函数。
可选配置：设置中断触发方式（如边沿触发）或共享标志。

2. 中断处理函数

典型结构：


static irqreturn_t my_interrupt_handler(int irq, void *dev_id) {
    struct my_device *dev = (struct my_device *)dev_id;
    // 处理中断逻辑
    return IRQ_HANDLED;
}

共享中断：需通过dev_id区分不同设备。

3. 驱动卸载（Remove函数）

禁用中断：调用disable_irq确保中断不再触发。
释放中断：通过free_irq解除注册。
清理资源：释放与dev_id关联的内存。

三、注意事项与最佳实践

1. 内存与资源管理

使用devm_request_irq：自动管理资源，避免free_irq遗漏。


int devm_request_irq(struct device *dev, unsigned int irq, 
                     irq_handler_t handler, unsigned long flags,
                     const char *name, void *dev_id);

错误处理：检查request_irq和platform_get_irq的返回值。

2. 共享中断处理

标志设置：必须使用IRQF_SHARED。
唯一dev_id：每个设备需提供唯一的标识符（如设备结构体指针）。

3. 中断禁用与同步

避免长时间禁用：可能导致中断丢失或系统延迟。
自旋锁保护：在中断处理函数中使用自旋锁（spin_lock）保护共享数据。

四、完整示例代码

平台设备驱动示例


#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/platform_device.h>

struct my_device {
    struct device *dev;
    int irq;
};

static irqreturn_t my_interrupt_handler(int irq, void *dev_id) {
    struct my_device *dev = dev_id;
    // 处理中断
    return IRQ_HANDLED;
}

static int my_probe(struct platform_device *pdev) {
    struct my_device *dev;
    int irq, ret;

    dev = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
    if (!dev) return -ENOMEM;

    irq = platform_get_irq(pdev, 0);
    if (irq < 0) return irq;

    ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, my_interrupt_handler,
                           IRQF_SHARED, "my_device", dev);
    if (ret) return ret;

    dev->irq = irq;
    platform_set_drvdata(pdev, dev);
    return 0;
}

static int my_remove(struct platform_device *pdev) {
    struct my_device *dev = platform_get_drvdata(pdev);
    disable_irq(dev->irq);
    // free_irq 由 devm_request_irq 自动处理
    return 0;
}