Linux驅動如何進行中斷處理

在Linux中，中斷處理是通過中斷描述符表（Interrupt Descriptor Table, IDT）和中斷服務例程（Interrupt Service Routine, ISR）來實現的。以下是Linux驅動中進行中斷處理的基本步驟：

1. 注冊中斷

首先，需要在Linux內核中注冊中斷。這通常通過request_irq函數來完成。

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

• irq: 中斷號。
• handler: 中斷服務例程的指針。
• flags: 中斷處理的標志，例如IRQF_SHARED表示多個設備共享同一個中斷線。
• devname: 設備名稱。
• dev_id: 設備標識符，用于區分不同的設備。

2. 編寫中斷服務例程

中斷服務例程（ISR）是一個特殊的函數，當發生中斷時，內核會調用這個函數。

irq_handler_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id) {
    // 中斷處理代碼
    return IRQ_HANDLED;
}

• irq: 中斷號。
• dev_id: 設備標識符。

ISR應該盡可能快地完成處理，并返回IRQ_HANDLED或IRQ_NONE。

3. 注冊中斷服務例程

使用request_irq函數注冊ISR。

int ret = request_irq(irq_number, my_irq_handler, IRQF_SHARED, "my_device", NULL);
if (ret) {
    printk(KERN_ALERT "Failed to register IRQ %d\n", irq_number);
}

4. 處理中斷

在中斷服務例程中，處理中斷事件。這可能包括讀取硬件狀態、清除中斷標志、執行必要的操作等。

irq_handler_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id) {
    // 讀取硬件狀態
    unsigned int status = readl(my_device->base_addr + MY_DEVICE_STATUS_REG);

    // 清除中斷標志
    writel(status, my_device->base_addr + MY_DEVICE_STATUS_REG);

    // 處理中斷事件
    if (status & MY_DEVICE_INTERRUPT_FLAG) {
        // 執行中斷處理代碼
    }

    return IRQ_HANDLED;
}

5. 注銷中斷

當設備不再需要中斷處理時，應該注銷中斷服務例程。這通過free_irq函數來完成。

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

• irq: 中斷號。
• dev_id: 設備標識符。

free_irq(irq_number, NULL);

6. 中斷上下文和進程上下文

需要注意的是，中斷服務例程運行在中斷上下文中，而普通函數運行在進程上下文中。中斷上下文不能睡眠或執行某些阻塞操作，因為它會阻塞整個系統。

7. 中斷親和性

可以通過設置中斷親和性來指定中斷處理應該在哪幾個CPU上運行。

int irq_set_affinity(unsigned int irq, cpumask_t mask);

• irq: 中斷號。
• mask: CPU掩碼。

總結

Linux驅動中的中斷處理涉及注冊中斷、編寫和注冊中斷服務例程、處理中斷事件以及注銷中斷。中斷服務例程應該盡可能快地完成處理，并返回適當的狀態碼。中斷上下文和進程上下文有不同的限制和要求。