linux kernel irq相关函数详解

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。

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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);

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二、使用场景与流程

1. 驱动初始化（Probe函数）

1. 获取中断号：通过platform_get_irq获取硬件中断号。

2. 注册中断处理程序：调用request_irq绑定处理函数。

3. 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）

1. 禁用中断：调用disable_irq确保中断不再触发。

2. 释放中断：通过free_irq解除注册。

3. 清理资源：释放与dev_id关联的内存。

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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。

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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;
}

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五、常见问题解答

1. 为何free_irq需要dev_id参数？

• 唯一标识：确保释放正确的中断处理程序，尤其在共享中断时。

2. disable_irq与disable_irq_nosync的区别？

• 同步性：disable_irq等待当前中断处理完成；disable_irq_nosync立即禁用。

3. 多次调用disable_irq的影响？

• 计数机制：内核维护禁用计数，需相同次数的enable_irq重新启用中断。

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通过合理使用上述函数，开发者能够高效管理中断资源，确保驱动程序的稳定性和响应能力。实际开发中需结合具体硬件和内核版本调整实现细节。