全面解析request_threaded_irq

一、什么是request_threaded_irq

request_threaded_irq是一个Linux内核函数，用于请求指定IRQ(Interrupt Request)并安装处理程序。它可以使设备驱动无需关心硬件IRQ号及中断处理函数，同时避免了中断处理时间过长导致的系统挂起。相比较request_irq函数，request_threaded_irq还增加了线程的支持，可以在一个独立的线程中处理中断。

二、request_threaded_irq的语法和参数

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);

其中，参数的含义如下：

• irq：被请求的中断号
• handler：中断处理函数
• thread_fn：中断线程函数
• irqflags：中断处理标志
• devname：设备名称(不是必须的)
• dev_id：传递给中断处理函数的设备特定指针

三、handler和thread_fn函数

handler是具有如下原型的函数：

irqreturn_t (*irq_handler_t)(int irq, void *dev_id);

它接收两个参数：irq表示发生中断的IRQ号，dev_id是传递给request_threaded_irq函数的设备特定指针。handler函数应该迅速处理中断，然后返回IRQ_HANDLED(中断已处理)或IRQ_NONE(中断未处理)。

thread_fn函数是具有如下原型的函数：

irqreturn_t (*irq_handler_t)(int irq, void *dev_id);

它接收两个参数：irq表示发生中断的IRQ号，dev_id是传递给request_threaded_irq函数的设备特定指针。和handler一样，thread_fn函数应该迅速处理中断，然后返回IRQ_HANDLED(中断已处理)或IRQ_NONE(中断未处理)。线程函数通常用于完成一些占用时间较长的操作，例如接收网络数据等。

四、irqflags参数

irqflags参数用于设置中断处理标志，不同的标志会影响中断处理方式。常见的标志如下：

• IRQF_DISABLED：禁止中断（已弃用）
• IRQF_SAMPLE_RANDOM：用于实时时钟中断(fast path)
• IRQF_TRIGGER_NONE：不处理中断
• IRQF_TRIGGER_RISING：上升沿触发
• IRQF_TRIGGER_FALLING：下降沿触发
• IRQF_TRIGGER_HIGH：高电平触发
• IRQF_TRIGGER_LOW：低电平触发
• IRQF_TRIGGER_MASK：设置中断方式的掩码
• IRQF_ONESHOT：在第一次中断发生后禁用中断(line line)
• IRQF_SHARED：共享中断
• IRQF_PROBE_SHARED：检查中断是否可共享

五、指定设备名称和设备特定指针

request_threaded_irq函数还接收两个其他参数：devname和dev_id（通常设置为驱动程序使用的设备结构）。设备名称作为一个字符串传递，它不是必须的，当IRQ使用的具体硬件设备已知时，建议传递设备名称以便于调试。设备特定指针可以存储指向驱动程序使用的设备结构的指针，用于在中断处理程序中引用。

六、request_threaded_irq函数示例

下面是一个简单的request_threaded_irq函数的示例，它为IRQ 20安装了一个中断处理程序和线程函数：

#include <linux/irq.h>

static int irq_number; //IRQ号码

irqreturn_t handler_func(int irq, void *dev_id) //中断处理函数
{
	printk(KERN_INFO "IRQ %d occurred\n", irq_number);
	return IRQ_HANDLED;
}

irqreturn_t thread_func(int irq, void *dev_id) //中断线程函数
{
	printk(KERN_INFO "IRQ %d thread is running\n", irq_number);
	return IRQ_HANDLED;
}

int init_module()
{
	if (request_threaded_irq(irq_number, handler_func, thread_func, IRQF_SHARED, "my_device", NULL) == -EBUSY)
	{
		printk(KERN_ERR "Request IRQ %d failed\n", irq_number);
		return -EBUSY;
	}
	else
	{
		printk(KERN_INFO "Request IRQ %d succeeded\n", irq_number);
		return 0;
	}
}

void cleanup_module()
{
	free_irq(irq_number, NULL);
	printk(KERN_INFO "Free IRQ %d succeeded\n", irq_number);
}

在此示例中，中断处理函数和线程函数都输出到内核日志中，以便于调试。request_threaded_irq函数的返回值是0表示中断请求成功，-EBUSY表示IRQ已被占用。在模块卸载时，要使用free_irq函数释放IRQ号码。