linux中断的概念

在Linux系统中，中断处理是操作系统内核的一个重要组成部分，它负责响应硬件设备发出的中断信号，并执行相应的处理程序，中断函数是在中断发生时被调用的函数，它们通常用于处理特定类型的中断事件。

本文将介绍Linux中断函数的种类和操作方法，包括以下几个方面：

1、中断函数的种类

2、注册中断函数

3、编写中断处理程序

4、中断处理程序的注意事项

5、示例代码

1、中断函数的种类

Linux中断函数主要分为两种类型：上半部（top half）和下半部（bottom half）。

上半部是指直接响应中断信号的处理程序，它们通常负责快速处理与硬件紧密相关的操作，例如读取寄存器值、清除中断标志等，上半部处理程序应该尽量简短，以避免阻塞其他中断。

下半部是指延迟执行的处理程序，它们通常负责处理与硬件无关的、耗时较长的操作，例如数据拷贝、内存分配等，下半部处理程序会在上半部处理程序执行完毕后，通过软中断或任务队列的方式异步执行。

2、注册中断函数

在Linux中，可以使用request_irq函数来注册中断处理程序，该函数的原型如下：

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

参数说明：

irq：中断号。

handler：中断处理程序。

flags：中断处理程序的属性，如是否共享、是否快速等。

name：设备名称。

dev_id：设备的ID。

3、编写中断处理程序

编写中断处理程序时，需要注意以下几点：

使用interruptible关键字修饰函数，以允许在中断处理过程中被其他中断打断。

避免在中断处理程序中使用可能导致阻塞的函数，如msleep、kmalloc等。

尽量减少中断处理程序的执行时间，避免影响其他中断的响应。

一个简单的中断处理程序示例：

static irqreturn_t my_interrupt_handler(int irq, void *dev_id)
{
    // 读取寄存器值
    u32 status = readl(MY_REG_BASE + STATUS_REG);
    // 清除中断标志
    writel(status, MY_REG_BASE + CLEAR_REG);
    // 处理中断事件
    if (status & INTERRUPT_FLAG) {
        // ...
    }
    return IRQ_HANDLED;
}

4、中断处理程序的注意事项

在编写中断处理程序时，需要注意以下几点：

尽量避免在中断处理程序中访问全局变量，以免引入竞态条件。

如果需要在中断处理程序中访问共享资源，应使用互斥锁或其他同步机制进行保护。

注意中断处理程序的优先级，避免低优先级的中断被高优先级的中断长时间阻塞。

5、示例代码

以下是一个简单的Linux中断处理程序示例，包括注册中断函数、编写中断处理程序和卸载中断函数。

#include <linux/module.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/io.h>
#define MY_REG_BASE 0x10000000
#define STATUS_REG 0x00
#define CLEAR_REG 0x04
#define INTERRUPT_FLAG 0x01
static irqreturn_t my_interrupt_handler(int irq, void *dev_id)
{
    u32 status = readl(MY_REG_BASE + STATUS_REG);
    writel(status, MY_REG_BASE + CLEAR_REG);
    if (status & INTERRUPT_FLAG) {
        // 处理中断事件
    }
    return IRQ_HANDLED;
}
static irqreturn_t my_interrupt_handler_end(int irq, void *dev_id)
{
    printk(KERN_INFO "my_interrupt_handler: uninstalled
");
    return IRQ_HANDLED;
}
static int __init my_interrupt_init(void)
{
    int ret;
    printk(KERN_INFO "my_interrupt_handler: installed
");
    ret = request_irq(IRQ_EINT0, my_interrupt_handler, IRQF_TRIGGER_RISING, "my_interrupt_handler", NULL);
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "my_interrupt_handler: request_irq failed
");
        return ret;
    }
    return 0;
}
static void __exit my_interrupt_exit(void)
{
    free_irq(IRQ_EINT0, NULL);
}
module_init(my_interrupt_init);
module_exit(my_interrupt_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple interrupt handler example");

本文介绍了Linux中断函数的种类和操作方法，包括上半部和下半部的概念、注册中断函数的方法、编写中断处理程序的注意事项以及一个示例代码，希望对您了解和操作Linux中断函数有所帮助。