Linux設備驅動中，中斷處理非常重要，尤其是在嵌入式系統中，無時無刻不在與中斷打交道，因此，中斷處理必須要牢牢掌握。

設備在產生某個事件時通知處理器的方法就是中斷。中斷就是一個信號，當硬件需要通知CPU你該處理我的數據或狀態時，就會發出這個信號，而處理器如果發現驅動注冊了該中斷信號，就會保存現場，執行中斷處理程序，然后再恢復現場。中斷處理程序和其他代碼是并行的，因此必須考慮競態問題。

1.注冊中斷

內核維護了一個中斷信號線的注冊表，驅動模塊在使用中斷前要先請求一個中斷通道(或者 IRQ中斷請求)，并在使用后釋放它。

int request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *), unsigned long flags, const char *dev_name, void *dev_id);

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

中斷處理例程可在驅動初始化時或在設備第一次打開時安裝。推薦在設備第一次打開、硬件被告知產生中斷前時申請中斷，因為可以共享有限的中斷資源。這樣調用 free_irq 的位置是設備最后一次被關閉、硬件被告知不用再中斷處理器之后。但這種方式的缺點是必須為每個設備維護一個打開計數。

i386 和 x86_64 體系定義了一個函數來查詢一個中斷線是否可用:

int can_request_irq(unsigned int irq, unsigned long flags); /*當能夠成功分配給定中斷，則返回非零值。但注意，在 can_request_irq 和 request_irq 的調用之間給定中斷可能被占用*/

快速中斷和慢中斷

在現代內核中，快速和慢速中斷的區別已經消失，剩下的只有一個：快速中斷(使用 SA_INTERRUPT )執行時禁止所有在當前處理器上的其他中斷(其他處理器仍然可以響應中斷)。除非你充足的理由在禁止其他中斷情況下來運行中斷處理例程，否則不應當使用SA_INTERRUPT。這個在嵌入式系統中或許用的比較多。

/proc/interrupts：記錄了中斷信息統計

/proc/stat：記錄了系統活動的底層統計信息

2.自動檢測 IRQ 號

驅動初始化時最迫切的問題之一是決定設備要使用的IRQ 線，驅動需要信息來正確安裝處理例程。自動檢測中斷號對驅動的可用性來說是一個基本需求。有時自動探測依賴一些設備具有的默認特性，以下是典型的并口中斷探測程序:

if (short_irq < 0) /* 依靠使并口的端口號，確定中斷*/

switch(short_base) {

case 0x378: short_irq = 7; break;

case 0x278: short_irq = 2; break;

case 0x3bc: short_irq = 5; break;

}

有 2 種方法來進行探測中斷: 調用內核定義的輔助函數和DIY探測。

(1)調用內核定義的輔助函數

unsigned long probe_irq_on(void); /*這個函數返回一個未分配中斷的位掩碼。驅動必須保留返回的位掩碼, 并在后面傳遞給 probe_irq_off。在調用probe_irq_on之后, 驅動應當安排它的設備產生至少一次中斷*/

int probe_irq_off(unsigned long); /*在請求設備產生一個中斷后, 驅動調用這個函數, 并將 probe_irq_on 返回的位掩碼作為參數傳遞給probe_irq_off。probe_irq_off 返回在"probe_on"之后發生的中斷號。如果沒有中斷發生, 返回 0 ；如果產生了多次中斷，probe_irq_off 返回一個負值*/

(2)DIY探測

DIY探測與前面原理相同: 使能所有未使用的中斷, 接著等待并觀察發生什么。

3.實現中斷處理例程

中斷處理例程唯一的特別之處在中斷時運行，它能做的事情受到了一些限制：

(1)中斷處理例程不能與用戶空間傳遞數據, 因為它不在進程上下文執行；

(2)中斷處理例程也不能做任何可能休眠的事情, 例如調用 wait_event, 使用除 GFP_ATOMIC 之外任何東西來分配內存, 或者鎖住一個信號量；

(3)處理者不能調用schedule()。

4.禁用中斷

(1)禁用單個中斷

void disable_irq(int irq);/*禁止給定的中斷, 并等待當前的中斷處理例程結束。如果調用 disable_irq 的線程持有任何中斷處理例程需要的資源(例如自旋鎖), 系統可能死鎖*/

void disable_irq_nosync(int irq);/*禁止給定的中斷后立刻返回(可能引入競態)*/

void enable_irq(int irq);

(2)禁用全部中斷

void local_irq_save(unsigned long flags);/*在保存當前中斷狀態到 flags 之后禁止中斷*/

void local_irq_disable(void);/* 關閉中斷而不保存狀態*/

如果調用鏈中有多個函數可能需要禁止中斷, 應使用 local_irq_save

void local_irq_restore(unsigned long flags); /*打開中斷使用*/

void local_irq_enable(void);

在 2.6 內核, 沒有方法全局禁用整個系統上的所有中斷

5.中斷頂半部和底半部

中斷處理需要很快完成，可通過將中斷處理分為兩部分來解決這個問題：

(1)頂半部，立即執行，實際響應中斷的例程(request_irq 注冊的那個例程)

(2)底版本，被頂半部調度，并在稍后更安全的時間內執行的函數

Linux 內核有 2 個不同的機制可用來實現底半部處理：

(1)tasklet (首選機制)，它非常快, 但是所有的 tasklet 代碼必須是原子的。

(2)工作隊列, 它可能有更高的延時，但允許休眠，執行在進程上下文中，但不允許與用戶空間進行數據拷貝。

6.中斷共享

Linux 內核支持在所有總線上中斷共享，Linux大部分中斷都是可以共享的。

在通過request_irq 安裝處理例程時候，有些不同：

(1)當request_irq 時，flags 中必須指定SA_SHIRQ 位；

(2)dev_id 必須唯一。任何指向模塊地址空間的指針都行，但 dev_id 絕不能設置為NULL。

請求一個共享的中斷時，如果滿足下列條件之一，則request_irq 成功:

(1)中斷線空閑；

(2)所有已經注冊該中斷信號線的處理例程也標識了IRQ是共享。

一個共享的處理例程必須能夠識別自己的中斷，并且在自己的設備沒有被中斷時快速退出(返回 IRQ_NONE )。共享處理例程沒有探測函數可用，但使用的中斷信號線是空閑時標準的探測機制才有效。一個使用共享處理例程的驅動需要小心：不能使用 enable_irq 或 disable_irq，否則，對其他共享這條線的設備就無法正常工作了。即便短時間禁止中斷，另一設備也可能產生延時而為設備和其用戶帶來問題，因為這個中斷可能不是你一個驅動模塊在關注。

7.中斷驅動的 IO

當與驅動程序管理的硬件間的數據傳送可能因為某種原因而延遲，驅動編寫者應當實現緩存。

輸入：當新數據到達時并且處理器準備好接受時，設備中斷處理器。

輸出：當設備準備好接受新數據或確認一個成功的數據傳送時，設備產生中斷。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux下怎样看设备的中断号,Linux设备驱动的中断处理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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