驱动必须首先请求IRQ并将一个中断处理函数与其绑定：
#define ROLLER_IRQ 7
static irqreturn_t roller_interrupt(int irq, void *dev_id);
if (request_irq(ROLLER_IRQ, roller_interrupt, IRQF_DISABLED |
IRQF_TRIGGER_RISING, "roll", NULL)) {
printk(KERN_ERR "Roll: Can't register IRQ %d/n", ROLLER_IRQ);
return -EIO;
}
我们看一下传递给request_irq()的参数，本例中没有查询或探测IRQ号，而是直接硬编码为ROLLER_IRQ。第2个参数roller_interrupt()是中断处理函数。中断处理函数的原型的返回值类型为irqreturn_t，如果中断处理成功，则返回IRQ_HANDLED，否则，返回IRQ_NONE。对于PCI等I/O而言，该返回值的意义更重要，因为多个设备可能共享同一IRQ。
IRQF_DISABLED标志意味着这个中断处理为快中断，因此，在调用该处理函数的时候，内核将禁止所有的中断。IRQF_TRIGGER_RISING暗示辊轮将在中断线上产生一个上升沿以发出中断。换句话说，辊轮是一个边沿触发的设备。有一些设备是电平触发的，在CPU服务其中断之前，它一直将中断线保持在一个电平上。使用IRQF_TRIGGER_HIGH或IRQF_TRIGGER_LOW可以标识一个中断为高/低电平触发。该参数其他的可能值包括IRQF_SAMPLE_RANDOM（第5章《字符设备驱动》的《伪字符设备驱动》一节会用到）、IRQF_SHARED（定义这个IRQ被多个设备共享）。
下一个参数"roll"，用于标识这个设备，在/proc/interrupts等文件中也会利用它产生数据。最后一个参数（本例中为NULL），仅在共享中断的时候有用，用于区分共享同一IRQ线的每个设备。
从2.6.19内核开始，中断处理接口发生了一些变化。以前的中断处理函数的第3个参数为struct pt_regs *，它指向存放CPU寄存器的地址，在2.6.19中已经移除。另外，IRQF_xxx型中断标志取代了SA_xxx型中断标志。例如，在较早的内核中，你应该使用SA_INTERRUPT而不是IRQF_DISABLED来将中断处理标识为快中断处理。
驱动初始化的时候申请IRQ并不是太好，因为这样会导致甚至设备未被使用的时候，有价值的资源也被占用。因此，设备驱动通常在设备被应用打开的时候申请IRQ。类似地，IRQ也在应用关闭设备的时候释放IRQ，而不是在退出驱动模块的时候进行。使用下面的方法可以释放一个IRQ：
free_irq(int irq, void *dev_id);
清单4.1给出了辊轮中断处理的实现。
roller_interrupt()有2个参数，IRQ和设备标识符（传递给request_irq()的最后一个参数）。请对照图4.3查看清单4.1。
spinlock_t roller_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(roller_poll);
static irqreturn_t
roller_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
int i, PA_t, PA_delta_t, movement = 0;
/* Get the waveforms from bits 0, 1 and 2
of Port D as shown in Figure 4.3 */
PA_t = PORTD & 0x07;
/* Wait until the state of the pins change.
(Add some timeout to the loop) */
for (i=0; (PA_t==PA_delta_t); i++){
PA_delta_t = PORTD & 0x07;
}
movement = determine_movement(PA_t, PA_delta_t); /* See below */
spin_lock(&roller_lock);
/* Store the wheel movement in a buffer for
later access by the read()/poll() entry points */
store_movements(movement);
spin_unlock(&roller_lock);
/* Wake up the poll entry point that might have
gone to sleep, waiting for a wheel movement */
wake_up_interruptible(&roller_poll);
return IRQ_HANDLED;
}
int
determine_movement(int PA_t, int PA_delta_t)
{
switch (PA_t){
case 0:
switch (PA_delta_t){
case 1:
movement = ANTICLOCKWISE;
break;
case 2:
movement = CLOCKWISE;
break;
case 4:
movement = KEYPRESSED;
break;
}
break;
case 1:
switch (PA_delta_t){
case 3:
movement = ANTICLOCKWISE;
break;
case 0:
movement = CLOCKWISE;
break;
}
break;
case 2:
switch (PA_delta_t){
case 0:
movement = ANTICLOCKWISE;
break;
case 3:
movement = CLOCKWISE;
break;
}
break;
case 3:
switch (PA_delta_t){
case 2:
movement = ANTICLOCKWISE;
break;
case 1:
movement = CLOCKWISE;
break;
}
case 4:
movement = KEYPRESSED;
break;
}
}
驱动入口点(如read()和poll())尾随roller_interrupt()进行操作。例如，当中断处理函数解析完一个辊轮运动后，它唤醒正在等待的poll()线程（可能已经因为X Windows等应用发起的select()系统调用而睡眠）。请在学习完第5章字符设备驱动的知识后，重新查看清单4.1并实现辊轮设备的完整驱动。
第7章《输入设备驱动》的清单7.3利用了内核的输入接口，将辊轮转化为辊鼠标。
在本节结束前，我们介绍一下使能和禁止特定IRQ的函数。enable_irq(ROLLER_IRQ)用于使能辊轮运动的中断发生，disable_irq(ROLLER_IRQ)则进行相反的工作。disable_irq_nosync(ROLLER_IRQ)禁止辊轮中断，并且不等待任何正在执行的roller_interrupt()实例的返回。disable_irq()的非同步变体执行地更快，但是可能导致潜在的竞态。只有在你确认没有竞争的尽快下，才可以这样使用。drivers/ide/ide-io.c由一个使用disable_irq_nosync()的例子，在初始化过程中，它阻止了一些中断，因为一些系统中可能在此方面存在问题。
正如以前讨论的那样，中断处理有2个矛盾的要求：它们需要完成大量的设备数据处理，但是又不得不尽可能快地退出。为了摆脱这一困境，中断处理过程被分成2部分：一个急切的且抢占的与硬件交互的顶半部，和一个在所有中断都使能情况下并非十分急切的处理大量工作的底半部。如顶半部不一样，底半部是同步的，因为内核决定了它什么时候会执行它们。如下机制都可用于内核中延后一个工作到底半部执行：softirq、tasklet和工作队列（work queue）。
Softirq是一种基本的底半部机制，有较强的加锁需求。仅仅在一些对性能敏感的子系统（如网络层、SCSI层和内核定时器）中才会使用softirq。Tasklet建立在softirq之上，使用起来更简单。除非有严格的可扩展性和速度要求，都建议使用Tasklet。Softirq和Tasklet的主要不同是前者是可重用的而后者则不需要。Softirq的不同实例可运行在不同的处理器上，而tasklet则不允许。
为了论证Softirq和Tasklet的用法，假定前例中的辊轮由存在由于运动部件导致的潜在问题（如旋轮偶尔被卡住）从而导致不同于spec的波形。一个被卡住的旋轮会不停地产生假的中断，并可能使系统冻结。为了解决这个问题，可以捕获波形，进行一些分析，并在发现卡住的情况下动态地从中断模式切换到轮询模式，如果旋轮恢复正常，软件也恢复到正常模式。我们在中断处理函数中捕获波形，并在底半部分析它。清单4.2和4.3分别用Softirq和Tasklet对此进行了实现。
它们都是清单4.1的简化的变体，它们将中断处理简化为2个函数：从GPIO端口D捕获波形的roller_capture()和对波形进行算术分析并按需切换到轮询模式的roller_analyze()。
清单4.2 使用Softirq 分担中断处理的负载
void __init
roller_init()
{
/* ... */
/* Open the softirq. Add an entry for ROLLER_SOFT_IRQ in
the enum list in include/linux/interrupt.h */
open_softirq(ROLLER_SOFT_IRQ, roller_analyze, NULL);
}
/* The bottom half */
void
roller_analyze()
{
/* Analyze the waveforms and switch to polled mode if required */
}
/* The interrupt handler */
static irqreturn_t
roller_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
/* Capture the wave stream */
roller_capture();
/* Mark softirq as pending */
raise_softirq(ROLLER_SOFT_IRQ);
return IRQ_HANDLED;
}
为了定义一个softirq，你必须在include/linux/interrupt.h中静态地添加一个入口。你不能动态地定义softirq。raise_softirq()用于宣布相应的softirq需要被执行。内核会在下一个可获得的机会里执行它。可能发生在退出硬中断处理函数的时候，也可能在ksoftirqd内核线程中。
清单4.3使用tasklet分担中断处理的负载
struct roller_device_struct { /* Device-specific structure */
/* ... */
struct tasklet_struct tsklt;
/* ... */
}
void __init roller_init()
{
struct roller_device_struct *dev_struct;
/* ... */
/* Initialize tasklet */
tasklet_init(&dev_struct->tsklt, roller_analyze, dev);
}
/* The bottom half */
void
roller_analyze()
{
/* Analyze the waveforms and switch to
polled mode if required */
}
/* The interrupt handler */
static irqreturn_t
roller_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
struct roller_device_struct *dev_struct;
/* Capture the wave stream */
roller_capture();
/* Mark tasklet as pending */
tasklet_schedule(&dev_struct->tsklt);
return IRQ_HANDLED;
}
tasklet_init()用于动态地初始化一个tasklet，该函数不会为tasklet_struct分配内存，相反地，你必须将已经分配好的地址传递给它。tasklet_schedule()用于宣布相应的tasklet需要被执行。和中断类似，内核提供了一系列用于控制在多处理器系统中tasklet执行状态的函数：
（1）tasklet_enable()使能tasklet；
（2）tasklet_disable()禁止tasklet，并等待正在执行的tasklet退出；
你已经看到了中断处理函数和底半部的不同，但是，也有几个相似点。中断处理函数和tasklet都不需要可重用。而且，二者都不能睡眠。另外，中断处理函数、tasklet和softirq都不能被抢占。
工作队列是中断处理延后执行的第3种方式。它们在进程上下文执行，允许睡眠，因此可以使用mutex这类可能导致睡眠的函数。在前一章分析内核辅助接口的时候，我们已经讨论了工作队列。表4.1对softirq、tasklet和工作队列进行了对比分析。
本文介绍中断处理的基础知识，包括中断上下文的限制、中断处理函数的编写规范、同步与异步中断的区别，以及如何通过底半部机制（如softirq、tasklet和工作队列）分担中断处理负载。
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