Linux内核中断简介及其简单使用

亦凉 2022-10-19 05:37 2阅读 0赞

### Linux内核中断简介及其简单使用 ###

*  1、前言
 *  2、中断的设备树相关信息
 *  3、中断使用流程
 *   *  1、获取中断号
     *  2、编写中断服务函数
     *  3、申请中断。
     *  4、释放中断

# 1、前言 #

在Linux驱动编写过程中，中断是非常频繁使用的功能。并且Linux 内核提供了完善的中断框架，我们只需要申请中断，然后注册中断处理函数即可，使用非常方便，不需要一系列复杂的寄存器配置。

# 2、中断的设备树相关信息 #

①、 \#interrupt-cells，指定中断源的信息 cells 个数  
②、 interrupt-controller，表示当前节点为中断控制器  
③、 interrupts，指定中断号，触发方式等。  
④、 interrupt-parent，指定父中断，也就是中断控制器

# 3、中断使用流程 #

## 1、获取中断号 ##

编写驱动的时候需要用到中断号，我们用到中断号，中断信息已经写到了设备树里面，因此需要从设备树中的 interupts 属性中提取到对应的设备号。用到的API如下：  
①：

unsigned int irq_of_parse_and_map(struct device_node *dev,int index)

函数参数和返回值含义如下：  
**dev**： 设备节点。  
**index**：索引号， interrupts 属性可能包含多条中断信息，通过 index 指定要获取的信息。  
**返回值**：中断号。

②、如果使用的是GPIO的话可以使用 gpio\_to\_irq 函数来获取 gpio 对应的中断号

int gpio_to_irq(unsigned int gpio)

函数参数和返回值含义如下：

**gpio**： 要获取的 GPIO 编号。  
**返回值**： GPIO 对应的中断号

## 2、编写中断服务函数 ##

例如:

static irqreturn_t handler(int irq, void *)
    { 
    	/******* 中断处理代码 *******/
    	return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
    }

参数：  
**irq**： 中断号。也就是第一步骤中从获取到的中断号  
**void \* arg**：中断服务函数的参数

中断处理函数的返回值为 irqreturn\_t 类型。

irqreturn\_t 类型定义如下所示：

enum irqreturn { 
     IRQ_NONE = (0 << 0),
     IRQ_HANDLED = (1 << 0),
     IRQ_WAKE_THREAD = (1 << 1),
    };
     typedef enum irqreturn irqreturn_t;

一般中断服务函数返回值使用如下形式：

return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED)

## 3、申请中断。 ##

request\_irq 函数用于申请中断， request\_irq函数可能会导致睡眠，因此不能在中断上下文或者其他禁止睡眠的代码段中使用 request\_irq 函数。request\_irq 函数会激活(使能)中断，所以不需要我们手动去使能中断。

函数原型：

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

函数参数和返回值含义如下：  
**irq**：要申请中断的中断号。  
**handler**：中断处理函数，当中断发生以后就会执行此中断处理函数。  
**flags**:中断标志。

/* * These correspond to the IORESOURCE_IRQ_* defines in * linux/ioport.h to select the interrupt line behaviour. When * requesting an interrupt without specifying a IRQF_TRIGGER, the * setting should be assumed to be "as already configured", which * may be as per machine or firmware initialisation. */
    #define IRQF_TRIGGER_NONE 0x00000000
    #define IRQF_TRIGGER_RISING 0x00000001
    #define IRQF_TRIGGER_FALLING 0x00000002
    #define IRQF_TRIGGER_HIGH 0x00000004
    #define IRQF_TRIGGER_LOW 0x00000008
    #define IRQF_TRIGGER_MASK (IRQF_TRIGGER_HIGH | IRQF_TRIGGER_LOW | \ IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING)
    #define IRQF_TRIGGER_PROBE 0x00000010
    
    /* * These flags used only by the kernel as part of the * irq handling routines. * * IRQF_SHARED - allow sharing the irq among several devices * IRQF_PROBE_SHARED - set by callers when they expect sharing mismatches to occur * IRQF_TIMER - Flag to mark this interrupt as timer interrupt * IRQF_PERCPU - Interrupt is per cpu * IRQF_NOBALANCING - Flag to exclude this interrupt from irq balancing * IRQF_IRQPOLL - Interrupt is used for polling (only the interrupt that is * registered first in an shared interrupt is considered for * performance reasons) * IRQF_ONESHOT - Interrupt is not reenabled after the hardirq handler finished. * Used by threaded interrupts which need to keep the * irq line disabled until the threaded handler has been run. * IRQF_NO_SUSPEND - Do not disable this IRQ during suspend. Does not guarantee * that this interrupt will wake the system from a suspended * state. See Documentation/power/suspend-and-interrupts.txt * IRQF_FORCE_RESUME - Force enable it on resume even if IRQF_NO_SUSPEND is set * IRQF_NO_THREAD - Interrupt cannot be threaded * IRQF_EARLY_RESUME - Resume IRQ early during syscore instead of at device * resume time. * IRQF_COND_SUSPEND - If the IRQ is shared with a NO_SUSPEND user, execute this * interrupt handler after suspending interrupts. For system * wakeup devices users need to implement wakeup detection in * their interrupt handlers. */
    #define IRQF_SHARED 0x00000080
    #define IRQF_PROBE_SHARED 0x00000100
    #define __IRQF_TIMER 0x00000200
    #define IRQF_PERCPU 0x00000400
    #define IRQF_NOBALANCING 0x00000800
    #define IRQF_IRQPOLL 0x00001000
    #define IRQF_ONESHOT 0x00002000
    #define IRQF_NO_SUSPEND 0x00004000
    #define IRQF_FORCE_RESUME 0x00008000
    #define IRQF_NO_THREAD 0x00010000
    #define IRQF_EARLY_RESUME 0x00020000
    #define IRQF_COND_SUSPEND 0x00040000
    
    #define IRQF_TIMER (__IRQF_TIMER | IRQF_NO_SUSPEND | IRQF_NO_THREAD)

常用的标志位如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>标志</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>IRQF_SHARED</td> 
   <td>多个设备共享一个中断线，共享的所有中断都必须指定此标志。如果使用共享中断的话， request_irq 函数的 dev 参数就是唯一区分他们的标志。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_ONESHOT</td> 
   <td>单次中断，中断执行一次就结束。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_NONE</td> 
   <td>无触发。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_RISING</td> 
   <td>上升沿触发。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_FALLING</td> 
   <td>下降沿触发。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_HIGH</td> 
   <td>高电平触发。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IRQF_TRIGGER_LOW</td> 
   <td>低电平触发。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**这些标志可以通过“|”来实现多种组合**

**name**：中断名字，设置以后可以在/proc/interrupts 文件中看到对应的中断名字

**dev**： 如果将 flags 设置为 IRQF\_SHARED 的话， dev 用来区分不同的中断，一般情况下将dev 设置为设备结构体， dev 会传递给中断处理函数 irq\_handler\_t 的第二个参数。

返回值： 0 中断申请成功，其他负值 中断申请失败，如果返回-EBUSY 的话表示中断已经被申请了。

## 4、释放中断 ##

使用中断的时候需要通过 request\_irq 函数申请，使用完成以后就要通过 free\_irq 函数释放掉相应的中断。如果中断不是共享的，那么 free\_irq 会删除中断处理函数并且禁止中断。  
free\_irq函数原型如下所示：

void free_irq(unsigned int irq,void *dev)

函数参数和返回值含义如下：  
**irq**： 要释放的中断。  
**dev**：如果中断设置为共享(IRQF\_SHARED)的话，此参数用来区分具体的中断。共享中断只有在释放最后中断处理函数的时候才会被禁止掉。  
**返回值**：无。