由request_irq()函数引发对中断的理解

本文介绍了中断的基本概念,强调中断处理程序应快速执行的重要性。通过request_irq()函数注册中断处理程序,并解释了其参数含义,特别是IRQF_SHARED标志用于中断共享。此外,还探讨了中断处理程序的结构及其返回值。文章提到了中断处理程序的上半部和下半部,下半部的引入是为了避免中断处理程序打断重要工作。

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1、  中断的理解

中断你可以理解为就是一种电信号,是由硬件设备产生的然后发送给处理器,处理器接收到中断后,就会马上向操作系统反映此信号,之后就是系统的工作了。

这里有两个注意的地方,第一中断是随时都可以产生,意味着中断的处理程序随时都可以执行,所以得保证中断处理程序能够快速执行,才可能尽快的恢复中断代码执行,所以中断代码尽量简短。第二每一个中断都有自己唯一的数字标记,这样操作系统才能对症下药

2、  注册中断中断处理程序

中断处理程序是管理硬件的驱动程序的组成部分,每一设备都有相关的驱动程序,驱动程序可以通过request_irq()函数注册一个中断处理程序,并且激活给定的中断线,来处理指定的中断,原型如下:

int request_irq(unsigned int irq,

           irq_handler_t handler,

           unsigned long flags, const char *devname, void *dev_id)

第一个参数irq表示要分配的中断号,就我目前所接触的都是预先已经预定好的,还没试着通过探测或者动态来确定中断号

第二个参数handler是一个指针,指向处理这个中断的实际中断处理程序,只要操作系统一接收到中断,该函数就被调用,这个函数稍后讨论

第三个参数flags中断处理程序的标志,这个标志可以是一个也可以是多个,列举几个最重要的标志:

           IRQF_DISABLED: 该标志被设置后,意味内核在处理中断处理程序本身的时候,禁止了其他所有的中断。如果不设置,中断处理程序可 以与除本身之外的其他任何中断同时运行。显而易见我们一般不去这么野蛮的设置这个标志

           IRQF_TIMER:为系统定时器的中断处理而准备的

           IRQF_SHARED:这个中断标志经常能遇见,这个标志意思就是多个中断处理程序之间可以共享中断线,概括起来就是没有这个标志就只能独自一个人占用,标志了,就是很多人可以占用这个中断号来

第四个才参数就是自定义与中断设备相关的文本了

第五个参数dev,看到第三个参数中IRQF_SHARED时候,你会不会有这样的疑问,假如现在我要释放当前共享的指定这个中断程序时候,我如何释放?会不会把其他占用也会删除掉,这就是第五个参数的意义,如果中断线是共享的,那么就必须传递能够代表当前设备的唯一信息

request_irq()成功返回0,如果返回非0,就表示有错误发生,这个时候你可以考虑当前中断是否被占用了,所以可以加上IRQF_SHARED标志

3、  中断处理程序

这里延续上面的handler指针,原型如下:

           Static  irqreturn_t intr_handler(int irq, void *dev)

这里唠叨一下,不知道大家面试时候有没有遇到像这样的题目

__interrupt double compute_area (double radius)

{

double area = PI * radius * radius;

printf(" Area = %f", area);

return area;

},指出上面中断函数出现的错误,不知道的就认真看下面的  O(_)O

第一个参数irq就是这个处理程序要响应的中断号,这个我认为现在没有多大意义了,因为上面有讲述到第五个参数的意义

 第二个参数dev是一个通用的指针,同样的,还是将上面讲述到的第五个参数拿过来理解。

返回值irqreturn_t,先看下面的定义

enum irqreturn {

//中断处理程序检测到一个中断,但该中断对应的设备并不是在注册处理函数期间指定的产生源时,返回这个值

    IRQ_NONE,

//中断处理程序被正确调用且确实是它多对应的设备产生了中断,返回这个值

    IRQ_HANDLED,

    IRQ_WAKE_THREAD,

};

typedef enum irqreturn irqreturn_t;

关于描述到这里,我想对中断有一个大概的了解,说白了就是硬件向处理器发送一个电信号,系统收到信号之后根据初始化的标志去处理相应的中断处理程序。
如果熟悉中断的应该知道,我这里所有描述的其实都是中断处理程序的上半部,而下半部是什么,为啥要将中断分为上下部两部分?现在脑子里先有一个概念就是中断是随时产生的,也就意味着可能会打断了一些当前重要的工作而去处理你的中断处理程序,那当然我的中断程序是越快越好。同时中断他是不能被阻塞的,即不能在进程的上下文运行。基于上述原因 就是引入下半部的原因了。

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<think>我们正在查找`request_irq`函数的头文件。在Linux内核中,`request_irq`用于注册一个中断处理程序。根据内核编程惯例,我们可以确定其头文件位置。###步骤:1.**回忆经验**:`request_irq`函数通常与中断处理相关,因此它应该声明在中断相关的头文件中。2.**常见位置**:根据以往知识,`request_irq`通常位于`<linux/interrupt.h>`头文件中。3.**验证**:我们可以参考内核源代码或文档,但在此我们基于标准的内核编程知识给出答案。###答案:-**头文件位置**:`request_irq`函数声明在`<linux/interrupt.h>`头文件中。-**包含方式**:在驱动代码中,只需包含该头文件即可使用`request_irq`。```c#include<linux/interrupt.h>```###使用示例:下面是一个简单的示例,展示如何使用`request_irq`注册中断处理程序:```c#include<linux/interrupt.h>//包含request_irq的声明#include<linux/module.h>//模块相关//中断处理函数staticirqreturn_tmy_interrupt_handler(intirq,void*dev_id){//处理中断returnIRQ_HANDLED;}staticint__initmy_init(void){intirq_num=10;//实际中可能通过irq_of_parse_and_map等获取intret;//注册中断ret=request_irq(irq_num,my_interrupt_handler,IRQF_SHARED,"my_irq",NULL);if(ret){printk(KERN_ERR"FailedtorequestIRQ%d\n",irq_num);returnret;}return0;}staticvoid__exitmy_exit(void){free_irq(10,NULL);//释放中断}module_init(my_init);module_exit(my_exit);```###注意事项:-**中断号获取**:实际驱动中,中断号通常不是硬编码(如上面的10),而是通过设备树解析(如`irq_of_parse_and_map`)或平台资源获取。-**标志位**:`request_irq`的第三个参数是标志位,如`IRQF_SHARED`表示共享中断,需根据硬件特性设置。-**返回值**:注册成功返回0,失败返回非0错误码。###引用验证:在用户提供的引用[1]中,提到了中断处理程序(irq_handler)的相关内容,但未直接提及`request_irq`的头文件。然而,根据内核中断处理机制,`request_irq`是注册中断处理程序的标准API,其头文件是确定的。###相关问题:§§相关问题§§1.如何通过设备树获取中断号并在驱动中使用`request_irq`注册中断?2.`request_irq`和`request_threaded_irq`有什么区别?3.中断处理函数中需要注意哪些并发和性能问题?</think>### `request_irq` 函数的头文件位置 在 Linux 内核中,`request_irq` 是注册中断处理程序的核心函数。其头文件位置和使用方法如下: #### 1. **核心头文件** - **声明位置**:`request_irq` 函数声明在 **`<linux/interrupt.h>`** 头文件中。 - **包含路径**: ```c #include <linux/interrupt.h> ``` - **验证方法**: - 在内核源码中搜索函数声明: ```bash grep -r "request_irq" include/linux/ ``` - 结果会显示在 `include/linux/interrupt.h` 中定义。 #### 2. **函数原型** 在 `<linux/interrupt.h>` 中的定义: ```c static inline int __must_check request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev); ``` - **参数说明**: - `irq`:中断号(可通过 `irq_of_parse_and_map` 获取) - `handler`:中断处理函数(需返回 `irqreturn_t`) - `flags`:中断标志(如 `IRQF_SHARED`, `IRQF_TRIGGER_RISING`) - `name`:中断名称(显示在 `/proc/interrupts`) - `dev`:设备标识符(用于共享中断) #### 3. **使用示例** 结合 `irq_of_parse_and_map` 的典型用法: ```c #include <linux/interrupt.h> // 必须包含 #include <linux/of_irq.h> // 用于设备树中断解析 static irqreturn_t my_handler(int irq, void *dev_id) { // 中断处理逻辑 return IRQ_HANDLED; } static int probe(struct platform_device *pdev) { struct device_node *np = pdev->dev.of_node; int irq = irq_of_parse_and_map(np, 0); // 解析设备树中断 if (request_irq(irq, my_handler, IRQF_TRIGGER_RISING, "my_irq", NULL)) { dev_err(&pdev->dev, "中断注册失败\n"); return -EIO; } return 0; } ``` #### 4. **关键依赖** - **中断处理函数签名**: 需包含 `<linux/irqreturn.h>` 定义 `irqreturn_t` 类型: ```c #include <linux/irqreturn.h> ``` - **设备树支持**: 若通过设备树获取中断号,需确保内核启用: ```kconfig CONFIG_OF=y CONFIG_OF_IRQ=y ``` #### 5. **调试与跟踪** 如引用[2]所示,可通过 `trace_event` 监控中断行为: ```bash cat /sys/kernel/debug/tracing/trace ``` 输出示例: ``` # TASK-PID CPU# |||| TIMESTAMP FUNCTION # | | | |||| | | irq_handler-123 [001] .... 123.456789: request_irq: irq=5 name="my_irq" ``` #### 6. **注意事项** - **错误处理**:`request_irq` 失败需释放已分配资源。 - **中断上下文限制**:中断处理函数中不可阻塞或调用可能睡眠的函数。 - **共享中断**:使用 `IRQF_SHARED` 时需提供唯一 `dev_id`。 --- ### 相关问题
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