Linux驅動編程：如何處理中斷

在Linux驅動編程中，處理中斷是一個關鍵部分，它允許設備與CPU進行異步通信。以下是處理中斷的基本步驟：

1. 中斷注冊

首先，你需要在中斷控制器上注冊你的中斷處理函數。這通常通過request_irq函數完成。

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

• irq: 中斷號。
• handler: 中斷處理函數。
• flags: 中斷標志，例如IRQF_SHARED表示中斷可以與其他設備共享。
• devname: 設備名稱。
• dev_id: 設備標識符，用于區分共享中斷的不同設備。

2. 中斷處理函數

定義一個中斷處理函數，該函數將在中斷發生時被調用。

irqreturn_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id) {
    // 處理中斷的代碼
    printk(KERN_INFO "Interrupt occurred on IRQ %d\n", irq);
    return IRQ_HANDLED;
}

• irq: 中斷號。
• dev_id: 傳遞給request_irq的dev_id參數。

返回值通常是IRQ_HANDLED或IRQ_NONE，表示中斷是否已被處理。

3. 中斷注冊示例

以下是一個簡單的示例，展示如何注冊一個中斷處理函數。

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

static irqreturn_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id) {
    printk(KERN_INFO "Interrupt occurred on IRQ %d\n", irq);
    return IRQ_HANDLED;
}

static int __init my_module_init(void) {
    int ret;

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

    printk(KERN_INFO "IRQ handler registered successfully\n");
    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void) {
    free_irq(IRQ_NUMBER, NULL);
    printk(KERN_INFO "IRQ handler unregistered\n");
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple interrupt handling module");

4. 中斷禁用和啟用

在處理中斷時，有時需要禁用和啟用中斷以確保數據的一致性和安全性。

local_irq_disable(); // 禁用中斷
// 處理中斷的代碼
local_irq_enable(); // 啟用中斷

5. 中斷共享

如果多個設備共享同一個中斷線，可以使用IRQF_SHARED標志，并在中斷處理函數中通過dev_id參數區分不同的設備。

int ret = request_irq(IRQ_NUMBER, my_irq_handler, IRQF_SHARED, "my_device", dev_id);

在中斷處理函數中：

irqreturn_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id) {
    if (dev_id == my_device_id) {
        // 處理特定設備的邏輯
    }
    return IRQ_HANDLED;
}

6. 中斷注銷

在模塊卸載時，需要注銷中斷處理函數。

free_irq(IRQ_NUMBER, dev_id);

總結

處理中斷是Linux驅動編程中的一個重要部分。通過注冊中斷處理函數、編寫中斷處理邏輯、禁用和啟用中斷以及處理中斷共享，可以有效地管理設備與CPU之間的異步通信。