全面解析request_threaded_irq

一、什麼是request_threaded_irq

request_threaded_irq是一個Linux內核函數，用於請求指定IRQ(Interrupt Request)並安裝處理程序。它可以使設備驅動無需關心硬件IRQ號及中斷處理函數，同時避免了中斷處理時間過長導致的系統掛起。相比較request_irq函數，request_threaded_irq還增加了線程的支持，可以在一個獨立的線程中處理中斷。

二、request_threaded_irq的語法和參數

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，參數的含義如下：

• irq：被請求的中斷號
• handler：中斷處理函數
• thread_fn：中斷線程函數
• irqflags：中斷處理標誌
• devname：設備名稱(不是必須的)
• dev_id：傳遞給中斷處理函數的設備特定指針

三、handler和thread_fn函數

handler是具有如下原型的函數：

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

它接收兩個參數：irq表示發生中斷的IRQ號，dev_id是傳遞給request_threaded_irq函數的設備特定指針。handler函數應該迅速處理中斷，然後返回IRQ_HANDLED(中斷已處理)或IRQ_NONE(中斷未處理)。

thread_fn函數是具有如下原型的函數：

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

它接收兩個參數：irq表示發生中斷的IRQ號，dev_id是傳遞給request_threaded_irq函數的設備特定指針。和handler一樣，thread_fn函數應該迅速處理中斷，然後返回IRQ_HANDLED(中斷已處理)或IRQ_NONE(中斷未處理)。線程函數通常用於完成一些佔用時間較長的操作，例如接收網絡數據等。

四、irqflags參數

irqflags參數用於設置中斷處理標誌，不同的標誌會影響中斷處理方式。常見的標誌如下：

• IRQF_DISABLED：禁止中斷（已棄用）
• IRQF_SAMPLE_RANDOM：用於實時時鐘中斷(fast path)
• IRQF_TRIGGER_NONE：不處理中斷
• IRQF_TRIGGER_RISING：上升沿觸發
• IRQF_TRIGGER_FALLING：下降沿觸發
• IRQF_TRIGGER_HIGH：高電平觸發
• IRQF_TRIGGER_LOW：低電平觸發
• IRQF_TRIGGER_MASK：設置中斷方式的掩碼
• IRQF_ONESHOT：在第一次中斷髮生後禁用中斷(line line)
• IRQF_SHARED：共享中斷
• IRQF_PROBE_SHARED：檢查中斷是否可共享

五、指定設備名稱和設備特定指針

request_threaded_irq函數還接收兩個其他參數：devname和dev_id（通常設置為驅動程序使用的設備結構）。設備名稱作為一個字符串傳遞，它不是必須的，當IRQ使用的具體硬件設備已知時，建議傳遞設備名稱以便於調試。設備特定指針可以存儲指向驅動程序使用的設備結構的指針，用於在中斷處理程序中引用。

六、request_threaded_irq函數示例

下面是一個簡單的request_threaded_irq函數的示例，它為IRQ 20安裝了一個中斷處理程序和線程函數：

#include <linux/irq.h>

static int irq_number; //IRQ號碼

irqreturn_t handler_func(int irq, void *dev_id) //中斷處理函數
{
	printk(KERN_INFO "IRQ %d occurred\n", irq_number);
	return IRQ_HANDLED;
}

irqreturn_t thread_func(int irq, void *dev_id) //中斷線程函數
{
	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，中斷處理函數和線程函數都輸出到內核日誌中，以便於調試。request_threaded_irq函數的返回值是0表示中斷請求成功，-EBUSY表示IRQ已被佔用。在模塊卸載時，要使用free_irq函數釋放IRQ號碼。