Linux驱动如何处理中断请求

在Linux中，处理中断请求（IRQ）的过程涉及多个步骤和组件。以下是处理中断请求的基本流程：

1. 中断线分配

• 硬件层面：每个中断源都有一个唯一的中断号。
• 内核层面：内核通过irq_domain来管理中断号和设备之间的映射。

2. 注册中断处理程序

• 驱动程序：在设备初始化时，驱动程序需要注册一个中断处理函数（ISR）。
• 内核接口：使用request_irq()函数来注册中断处理程序。

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

3. 中断处理程序执行

• 触发中断：当硬件设备产生中断时，会向CPU发送一个中断信号。
• 中断上下文：CPU响应中断并切换到中断上下文（IRQ context），这是一个特殊的执行环境，不允许阻塞操作。
• 执行ISR：内核调用之前注册的中断处理函数来处理中断。

4. 中断处理完成

• 清除中断标志：ISR需要清除中断源的中断标志，以防止重复触发。
• 返回：ISR执行完毕后返回，CPU继续执行被中断的进程。

5. 注销中断处理程序

• 设备移除或关闭：当设备被移除或不再需要时，应该注销中断处理程序。
• 内核接口：使用free_irq()函数来注销中断处理程序。

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

6. 中断亲和性设置

• 优化性能：可以通过设置中断亲和性来指定中断处理程序应该在哪个CPU核心上运行，以优化性能。

7. 中断延迟和阈值

• 配置参数：可以配置中断延迟和阈值，以控制中断处理的频率和灵敏度。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示了如何在Linux驱动程序中注册和处理中断：

#include <linux/init.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/module.h>

static irqreturn_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id) {
    printk(KERN_INFO "Interrupt received!\n");
    // 处理中断逻辑
    return IRQ_HANDLED;
}

static int __init my_driver_init(void) {
    int ret;

    ret = request_irq(IRQ_NUMBER, my_irq_handler, IRQF_SHARED, "my_device", NULL);
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "Failed to register interrupt handler\n");
        return ret;
    }

    printk(KERN_INFO "Interrupt handler registered successfully\n");
    return 0;
}

static void __exit my_driver_exit(void) {
    free_irq(IRQ_NUMBER, NULL);
    printk(KERN_INFO "Interrupt handler unregistered\n");
}

module_init(my_driver_init);
module_exit(my_driver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Linux driver example");

注意事项

• 线程安全：中断处理程序必须是线程安全的，因为它们可能在任何CPU核心上运行。
• 阻塞操作：避免在中断处理程序中执行阻塞操作，以免影响系统响应性。
• 资源管理：确保正确管理中断相关的资源，避免内存泄漏和竞态条件。

通过以上步骤和注意事项，Linux驱动程序可以有效地处理中断请求，确保系统的稳定性和性能。