Linux设备驱动：中断处理详解

"这篇文档详细介绍了Linux操作系统中的中断处理机制，包括如何申请和释放中断，以及中断处理的上下半部概念。重点讲述了request_irq()函数的使用和free_irq()函数的功能，同时也阐述了中断处理的两个阶段：上半部和下半部的作用与区别。" 在Linux操作系统中，中断处理是设备驱动程序的重要组成部分，用于响应硬件设备产生的事件。中断处理机制允许CPU高效地处理来自外部设备的事件，而无需持续轮询。中断处理涉及的关键API是request_irq()和free_irq()。 request_irq()函数用于申请硬件中断。该函数接受多个参数，包括要申请的中断号（irq），中断处理函数（handler），中断处理的属性（irqflags），设备名称（devname）和设备标识符（dev_id）。中断处理函数是一个回调函数，当对应的中断发生时，系统会自动调用这个函数。irqflags参数可以设置特定的标志，如SA_INTERRUPT表示快速处理程序，SA_SHIRQ表示中断可以被多个设备共享。dev_id在设备共享中断时作为标识使用。 free_irq()函数用于释放已经申请的中断，它需要中断号和设备标识符作为参数，释放后，系统将不再响应该中断。 中断处理在Linux中分为上半部和下半部。上半部的主要任务是对中断的初步处理，如记录中断事件，然后将详细的处理工作交给下半部。上半部通常在中断服务上下文中执行，不允许被其他中断打断，因此它的执行速度较快。下半部则处理更复杂的任务，可以是可中断的，并且可以被新的中断打断，它负责执行大部分中断处理逻辑，包括与硬件交互、更新状态等，由于可能较为耗时，因此由调度器安排合适的时间执行。 中断的注册是设备驱动程序启动时必要的步骤，它通过request_irq()函数向内核注册中断处理函数，这样当特定中断发生时，内核知道如何响应。一旦设备不再需要中断处理，就需要通过free_irq()释放资源，确保系统资源的有效管理。 总结来说，Linux中断处理机制是设备驱动程序与硬件通信的关键途径，通过中断上下半部的设计，实现了对复杂中断事件的高效、灵活处理。理解和掌握中断处理对于编写高质量的Linux设备驱动程序至关重要。