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外观

一、中断的 request_irq 注册接口 ​

c
// include/linux/interrupt.h
static inline int
request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags,
            const char *name, void *dev);

request_irq() 是 Linux 系统中较老的中断注册函数。从 Linux 2.6.30 版本开始，新增了 request_threaded_irq() 这个通过线程处理中断的新接口。这种线程化中断处理方式是实时 Linux 系统开发中的新功能，主要目的是减少中断处理对系统实时性能的延迟影响。

区别

旧版函数把中断处理全放在内核中断上下文中执行，而新版函数允许将部分处理转移到独立线程中完成。这样可以避免长时间的中断处理占用 CPU，从而提升系统对实时任务的响应能力。

二、request_threaded_irq ​

c
// include/linux/interrupt.h
int request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
                         irq_handler_t thread_fn, unsigned long irqflags,
                         const char *devname, void *dev_id);

request_threaded_irq() 参数说明

  1. irq（中断号）：表示软件分配的中断编号，与硬件物理中断号不同。
  2. handler（主处理函数）：中断触发时最先执行的函数。若未指定主处理函数（设为 NULL），但提供了线程函数（thread_fn），则系统会自动调用默认主处理函数 irq_default_primary_handler()。
  3. thread_fn（线程处理函数）：用于在内核线程中执行的处理函数。若设置此参数，系统会自动创建线程。
  4. irqflags（中断标志）：设置中断行为的标志位。
  5. devname（设备名称）：用于标识中断来源的名称。
  6. dev_id（设备参数）：需要传递给中断处理函数的参数。

注意

主处理函数（handler）和线程函数（thread_fn）不能同时为空。

1、IRQF_ 的中断标志 ​

c
#define IRQF_TRIGGER_NONE       0x00000000
#define IRQF_TRIGGER_RISING     0x00000001
#define IRQF_TRIGGER_FALLING    0x00000002
#define IRQF_TRIGGER_HIGH       0x00000004
#define IRQF_TRIGGER_LOW        0x00000008
#define IRQF_TRIGGER_PROBE      0x00000010

#define IRQF_SHARED             0x00000080
#define IRQF_PROBE_SHARED       0x00000100
#define __IRQF_TIMER            0x00000200
#define IRQF_PERCPU             0x00000400
#define IRQF_NOBALANCING        0x00000800
#define IRQF_IRQPOLL            0x00001000
#define IRQF_ONESHOT            0x00002000
#define IRQF_NO_SUSPEND         0x00004000
#define IRQF_FORCE_RESUME       0x00008000
#define IRQF_NO_THREAD          0x00010000
#define IRQF_EARLY_RESUME       0x00020000
#define IRQF_COND_SUSPEND       0x00040000

触发类型 ​

  1. IRQF_TRIGGER_NONE：不指定任何触发条件（默认状态）。
  2. IRQF_TRIGGER_RISING：当信号线从低到高变化时触发。
  3. IRQF_TRIGGER_FALLING：当信号线从高到低变化时触发。
  4. IRQF_TRIGGER_HIGH：信号线保持高电平时触发。
  5. IRQF_TRIGGER_LOW：信号线保持低电平时触发。
  6. IRQF_TRIGGER_MASK：允许组合多种触发条件。

共享与特殊功能 ​

  1. IRQF_SHARED：允许多个设备共享同一个中断线。
  2. IRQF_PROBE_SHARED：提示系统可能存在共享冲突需要检测。
  3. IRQF_PERCPU：让中断只分配给特定 CPU 核心。
  4. IRQF_NOBALANCING：禁止系统自动调整中断在 CPU 间的分配。
  5. IRQF_IRQPOLL：将中断转为轮询模式。
  6. IRQF_ONESHOT：处理完中断后不再自动重新启用。
  7. IRQF_NO_SUSPEND：即使系统休眠，该中断仍保持启用状态。
  8. IRQF_FORCE_RESUME：系统恢复时强制启用中断。
  9. IRQF_NO_THREAD：禁止将中断处理转为线程模式。
  10. IRQF_EARLY_RESUME：系统恢复时优先处理该中断。

2、IRQS_ 的中断标志 ​

文件位置

kernel/irq/internals.h

c
enum {
    IRQS_AUTODETECT         = 0x00000001,
    IRQS_SPURIOUS_DISABLED  = 0x00000002,
    IRQS_POLL_INPROGRESS    = 0x00000008,
    IRQS_ONESHOT            = 0x00000020,
    IRQS_REPLAY             = 0x00000040,
    IRQS_WAITING            = 0x00000080,
    IRQS_PENDING            = 0x00000200,
    IRQS_SUSPENDED          = 0x00000800,
    IRQS_TIMINGS            = 0x00001000,
};

常用状态标志：

  • IRQS_ONESHOT：表示中断会"只触发一次处理"。通常在注册中断时通过设置 IRQF_ONESHOT 选项开启。
  • IRQS_PENDING：当中断被标记为"待处理"时会启用这个标志。

三、实验代码 ​

硬件 IO 表

https://lceda001.feishu.cn/wiki/UN0pw7Y1KixKirkMh0rcP3Tandc

操作第七个管脚触发中断，对应 GPIO1_A4。

引脚编号计算

  • 公式 1：GPIO 小组编号计算：number = group * 8 + X，其中 group 为小组号（A 为 0，B 为 1，C 为 2，D 为 3）
  • 公式 2：GPIO pin 脚计算：pin = bank * 32 + number，其中 bank 为组号

故：GPIO1_A4 → 1 * 32 + 0 * 8 + 4 = 36

实验代码：

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

#define GPIO_PIN 36

// 中断处理函数
static irqreturn_t gpio_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
    printk(KERN_INFO "Interrupt occurred on GPIO %d\n", GPIO_PIN);
    printk(KERN_INFO "This is irq_handler\n");
    return IRQ_HANDLED;
}

static int __init interrupt_init(void)
{
    int irq_num;

    printk(KERN_INFO "Initializing GPIO Interrupt Driver\n");

    // 将 GPIO 引脚映射到中断号
    irq_num = gpio_to_irq(GPIO_PIN);
    printk(KERN_INFO "GPIO %d mapped to IRQ %d\n", GPIO_PIN, irq_num);

    // 请求中断
    if (request_irq(irq_num, gpio_irq_handler, IRQF_TRIGGER_RISING, "irq_test", NULL) != 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to request IRQ %d\n", irq_num);
        gpio_free(GPIO_PIN);
        return -ENODEV;
    }
    return 0;
}

static void __exit interrupt_exit(void)
{
    int irq_num = gpio_to_irq(GPIO_PIN);
    free_irq(irq_num, NULL);
    printk(KERN_INFO "GPIO Interrupt Driver exited successfully\n");
}

module_init(interrupt_init);
module_exit(interrupt_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("linux");

四、实验截图 ​

insmod interrupt.ko

驱动加载打印：

image

拉高 GPIO，触发中断服务程序，打印如下：

image