Linux驅動怎樣處理中斷

在Linux中，處理中斷主要涉及以下幾個步驟：

1. 中斷請求（IRQ）：

   • 中斷是由硬件設備發出的信號，通知CPU需要立即處理某個事件。
   • 每個中斷都有一個唯一的中斷號（IRQ），用于標識不同的中斷源。

2. 中斷描述符表（IDT）：

   • 在x86架構中，中斷描述符表（Interrupt Descriptor Table, IDT）用于存儲中斷處理程序的入口點。
   • 當發生中斷時，CPU會根據中斷號查找IDT，找到對應的中斷處理程序并跳轉到該程序執行。

3. 中斷處理程序：

   • 中斷處理程序是一段內核代碼，用于處理特定的中斷事件。
   • 中斷處理程序通常分為兩個部分：上半部和下半部。
     • 上半部：快速處理中斷，通常用于保存現場、禁用中斷、標記需要延遲處理的工作等。
     • 下半部：延遲處理中斷，通常用于執行耗時的操作，如數據拷貝、設備狀態更新等。

4. 注冊中斷處理程序：

   • 驅動程序需要在中斷發生時被調用，因此需要注冊中斷處理程序。
   • 在Linux中，可以使用request_irq()函數來注冊中斷處理程序。

   int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *devname, void *dev_id);
   

   • 參數說明：
     • irq：中斷號。
     • handler：中斷處理程序函數指針。
     • flags：中斷標志，如IRQF_SHARED（共享中斷）。
     • devname：設備名稱。
     • dev_id：設備標識符，用于區分不同的設備。

5. 釋放中斷處理程序：

   • 當驅動程序不再需要處理中斷時，應該釋放中斷處理程序。
   • 可以使用free_irq()函數來釋放中斷處理程序。

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

6. 中斷上下文：

   • 中斷處理程序運行在中斷上下文中，這意味著它們不能執行可能導致阻塞的操作，如睡眠、等待隊列等。
   • 如果需要執行耗時操作，應該將其放入下半部處理。

7. 下半部處理：

   • Linux提供了多種下半部處理機制，如軟中斷（softirq）、tasklet、工作隊列（workqueue）等。
   • 選擇合適的下半部處理機制取決于具體的需求和場景。

以下是一個簡單的中斷處理程序示例：

#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/module.h>

irqreturn_t my_interrupt_handler(int irq, void *dev_id) {
    printk(KERN_INFO "Interrupt occurred!\n");
    // 處理中斷邏輯
    return IRQ_HANDLED;
}

static int __init my_module_init(void) {
    int ret;

    ret = request_irq(IRQ_NUMBER, my_interrupt_handler, IRQF_SHARED, "my_device", NULL);
    if (ret) {
        printk(KERN_ALERT "Failed to register IRQ\n");
        return ret;
    }

    printk(KERN_INFO "Module loaded successfully\n");
    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void) {
    free_irq(IRQ_NUMBER, NULL);
    printk(KERN_INFO "Module unloaded successfully\n");
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple interrupt handler example");

在這個示例中，my_interrupt_handler函數是中斷處理程序，request_irq()函數用于注冊中斷處理程序，free_irq()函數用于釋放中斷處理程序。