Linux中断操作

news2025/1/31 8:23:58

一、thread_irq

在内核中, 除了可以通过request_irq() 、 devm_request_irq()申请中断以外, 还可以通过以下二个函数申请( 它们比request_irq和devm_request_irq多了一个参数thread_fn)。

用这两个API申请中断的时候, 内核会为相应的中断号分配一个对应的内核线程。 注意这个线程只针对这个中断号, 如果其他中断也通过request_threaded_irq() 申请, 自然会得到新的内核线程。

int request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
             irq_handler_t thread_fn, unsigned long irqflags,
             const char *devname, void *dev_id)

int devm_request_threaded_irq(struct device *dev, unsigned int irq,
                  irq_handler_t handler, irq_handler_t thread_fn,
                  unsigned long irqflags, const char *devname,
                  void *dev_id)

参数handler对应的函数执行于中断上下文, thread_fn参数对应的函数则执行于内核线程。 如果handler结束的时候, 返回值是IRQ_WAKE_THREAD, 内核会调度对应线程执行thread_fn对应的函数。

另外这二个函数支持在irqflags中设置IRQF_ONESHOT标记,这样内核会自动帮助我们在中断上下文中屏蔽对应的中断号, 而在内核调度thread_fn执行后, 重新使能该中断号。 对于我们无法在上半部清除中断的情况, IRQF_ONESHOT特别有用, 避免了中断服务程序一退出, 中断就洪泛的情况。

handler参数可以设置为NULL, 这种情况下, 内核会用默认的irq_default_primary_handler()代替handler, 并会使用IRQF_ONESHOT标记。

/*
 * Default primary interrupt handler for threaded interrupts. Is
 * assigned as primary handler when request_threaded_irq is called
 * with handler == NULL. Useful for oneshot interrupts.
 */
static irqreturn_t irq_default_primary_handler(int irq, void *dev_id)
{
    return IRQ_WAKE_THREAD;
}

二、中断共享(IRQF_SHARED)

多个设备共享一根硬件中断线的情况在实际的硬件系统中广泛存在, Linux支持这种中断共享。 下面是中断共享的使用方法。

使用共享中断的设备驱动程序的模板(仅包含与共享中断机制相关的部分):

/* 在中断到来时, 会遍历执行共享此中断的所有中断处理程序, 直到某一个函数返回
IRQ_HANDLED。 在中断处理程序顶半部中, 应根据硬件寄存器中的信息比照传入的dev参数
迅速地判断是否为本设备的中断, 若不是, 应迅速返回IRQ_NONE*/
irqreturn_t xxx_interrupt(int irq, void *dev)
{
    ......
    /*获知中断源*/
    int status = read_int_status();
    /*判断是否为本设备中断,若不是立即返回*/
    if(!is_myint(dev, status))
        return IRQ_NONE;
    
    /*若是本设备中断,进行处理*/
    ......
    /*表明中断已被处理*/
    return IRQ_HANDLED;
}

/*设备驱动模块加载函数*/
int xxx_init(void)
{
    ......
    /*共享中断的多个设备在申请中断时, 都应该使用IRQF_SHARED标志, 而且一个设备
    以IRQF_SHARED申请某中断成功的前提是该中断未被申请,或该中断虽然被申请了,但是之前
    申请该中断的所有设备也都以IRQF_SHARED标志申请该中断。
    内核为每个中断维护一个中断共享处理例程列表,dev就是区别不同处理例程的签名;因此
    最后一个参数dev必须唯一,任何指向模块地址空间的指针都行,但 dev绝不能设置为 NULL。
    一般将设备结构体指针作为参数。*/
    result = request_irq(sh_irq, xxx_interrupt, IRQF_SHARED, "xxx", xxx_dev);
    ......
}

/*设备驱动模块卸载*/
void xxx_exit(void)
{
    ......
    free_irq(xxx_irq, xxx_interrupt);
    ......  
}

一个使用共享处理例程的驱动需要小心:不能使用 enable_irq 或 disable_irq,否则,对其他共享这条线的设备就无法正常工作了。即便短时间禁止中断,另一设备也可能产生延时而为设备和其用户带来问题。

三、使能禁止中断API

1)使能或者禁止某一个中断API:

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

用于使能和禁止指定的中断, irq 就是要禁止的中断号。disable_irq 函数要等到当前正在执行的中断处理函数执行完才返回,因此使用者需要保证不会产生新的中断,并且确保所有已经开始执行的中断处理程序已经全部退出。在这种情况下,可以使用另外一个中断禁止函数:

void disable_irq_nosync(unsigned int irq)

函数调用以后立即返回,不会等待当前中断处理程序执行完毕。

2)使能或者禁止当前处理器的整个中断系统API:

local_irq_enable()
local_irq_disable()

以下这两个函数是一对, local_irq_save 函数用于禁止中断,并且将中断状态保存在 flags中。 local_irq_restore 用于恢复中断,将中断到 flags 状态。

local_irq_save(flags)
local_irq_restore(flags)

四、

五、

六、

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