一开始学单片机时 就知道中断这一个概念 看些视频学了大半天 也是似懂非懂 看代码也就是设置下寄存器写下中断服务程序而已 学的不是很深入 一直到现在 经过了<微机原理>这门课的学习 才对中断有了一定的深入了解 发现中断也就是一门说复杂也能很复杂 只要封装好了api 使用也很简单的事 但是身为一名学习者 还是有必要学习中断的使用和原理 身为一个学习嵌入式的小白 一开始我学习的当然是单片机 所学的单片机是stm32 相信大部分嵌入式的人都会 所学的中断 是这样使用的
(这里主要是记载以下如何使用中断 至于中断的什么优先级，什么优先级分组，使能之类的原理，就不再赘述)
第一步：将一个I/O口配置成中断输入模式。
注意点：一般中断分为外部中断和内部中断 外部中断一般是指由计算机外设发出的中断请求，如：键盘中断、打印机中断、定时器中断等。外部中断是可以屏蔽的中断，也就是说，利用中断控制器可以屏蔽这些外部设备 的中断请求。内部中断是指因硬件出错（如突然掉电、奇偶校验错等）或运算出错（除数为零、运算溢出、单步中断等）所引起的中断。
这里使用的是按键中断 用的是GPIO引脚 板子上是PD^11,PD^12两个端口作为中断输入的 所以这里要做的是
1）初始化I/O口为输入；
2）开启I/O复用时钟，并设置外部事件映射关联。 为啥GPIO口使用中断方式进行工作的时候就必须要映射到外部事件上去，而其他就不呢？参照下网友的解析是：比如USART产生的中断，是没有经过EXTI，而是直接将中断放入了NVIC；但是GPIO它作为中断源，是要经过EXTI的。仔细参看下面两个图，其实就会恍然大悟：
所以GPIO口的中断方式进行工作要映射到外部事件上去 void BUTTON_Configuration(void) { /* 初始化PD^11 PD^12为中断输入模式 */ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); /* 开启复用时钟 */ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); /* 将PD^11,PD^12映射到外部事件线上去 */ GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD , GPIO_PinSource11); GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD , GPIO_PinSource12); } 第一步是将外部GPIO口映射到某外部事件上去。那么接下来，就该对该外部事件进行配置了，包括外部事件线路的选择、触发条件、使能。这里需要理解清楚的是，GPIO口和外部事件是各自独立的，它们并不是一体的—详细理解第一步，将GPIO口映射到某外部事件，可以看出GPIO和外部事件这个东西是两个不同的东西，在这里，GPIO的映射，无非就是GPIO口搭了外部事件的一趟顺风车。也所以，外部事件依然是要配置和使能的，不能说，将GPIO口映射到外部事件就可以产生中断了。 void EXTI_Configuration(void) { EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; /*PD11外部中断输入 下降沿触发*/ EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line11; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); /*PD12外部中断输入 下降沿触发*/ EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line12; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); } 第三步，现在就该配置中断了。也即是配置中断分组，以及中断优先级。当然，这并不是最后的工作。 void NVIC_Configuration(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 中断分组 影响到了后面优先级的分配 */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); /*外部中断线 使能中断*/ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn ; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0 ; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } 不管是IO的配置和外部事件还有中断的配置都配置完毕后 最后一步就是写中断服务函数
第四步：中断服务函数
这里有个重点必须注意：所有中断服务函数的名字，ST官方已经取好了，而且还放在了中断向量表中了<也即是启动文件里>，如果你不自己写启动文件的话，那么你的中断服务函数的名字必须和ST官方的一样，不然，一个中断来了，找不到负责任的函数，它就只有悲剧去了。 void EXTI15_10_IRQHandler(void) { if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line11)!= RESET) { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line11); Flag = 0x01; } if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line12)!= RESET) { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line12); Flag = 0x02; } } int main(void) { /* Add your application code here */ SystemInit(); /*系统初始化*/ LED_Configuration(); /* LED初始化 也就是GPIO的简单配置而已 */ BUTTON_Configuration(); NVIC_Configuration(); EXTI_Configuration(); /* Infinite loop */ while (1) { switch(Flag) { case 0x01: { LED2(1); Delay(); LED2(0); Delay(); break; } case 0x02: { LED3(1); Delay(); LED3(0); Delay(); break; } default : { LED1(1); Delay(); LED1(0); Delay(); break; } } } } 主函数主要是调用一些初始化函数然后定义了一个全局变量Flag，每次中断，都影响Flag的值，然后main函数判断该值，就这么简单。完了 将GPIO作为中断的处理流程
1. GPIO初始化。包括外设时钟，管脚，速度，模式等。
2. 将GPIO脚连接到EXTI line。这是通过写AFIO下的EXTICR寄存器实现的。
3. EXTI初始化，使能该条EXTI line，并做上升下降沿设置。通过写EXTI下IMR, EMR, PTSR, FTSR实现。
4. NVIC初始化。包括优先级的计算和使能。
当中断到来，ISR做相应处理后：
1. 清除GPIO寄存器中的信号量。
2. 清除EXTI上的信号量。 这就是一个stm32的中断使用方式 这里穿插一个小知识 也就是怎么找到中断服务程序的地址呢 当一个中断发生时 开发板就会根据对应的中断找到中断服务程序 然后运行 运行完后就恢复原样 返回
其实这里是通过中断向量表实现的
拿x86的的中断系统举例
每个中断源对应一个确定的8位中断类型码，cpu在响应中断后，会根据中断类型码查询中断向量表转入的中断服务程序
一般的做法是
1.将中断类型码*4 作为中断向量表的地址指针
2.将cpu的标志寄存器入栈保护
3.清楚IF和TF标志位，屏蔽信的INTR中断和单步中断
4.保存断点，即把断点处的IP和CS值压入堆栈，先压入CS值，再压入IP值
5.从中断向量表中取中断服务程序的入口地址，分别送至CS和IP中
6.从新的CS:IP执行中断程序
CS:段地址 IP:偏移量 下面我们就来讲解下Linux下的中断 linux作为一个嵌入式操作系统 中断机制的代码很庞大和复杂 这里也只是稍微的讲解下大概的框架 全部讲完估计要讲三天三夜也未必讲的清楚
在中断机制中 会有一个叫中断控制器的东西 负责将外设的中断请求经过一下处理后发送到CPU的中断输入 外设是不能直接中断通知CPU的 同时CPU也不能一直轮询外设 这样太耗精力和时间 所以这工作由中断控制器来完成
比如最经典的就是8259A中断控制器

IRQ0-IRQ7是8个中断输入信号引脚 来接收中断输入信号 但是中断控制器硬件平台多种多样 为了屏蔽各种硬件平台的区别，Linux提供了一个统一抽像的平台来实现中断子系统。irq_chip结构用于描述一个硬件中断控制器，它封装了控制器的名称（如XTPIC或IO-APIC）和控制器相应的操作： 中断控制器 struct irq_chip { const char *name; //控制器名称 unsigned int (*startup)(unsigned int irq); //第一次激活时调用，用于第一次初始化IRQ void (*shutdown)(unsigned int irq); //对应的关闭操作 void (*enable)(unsigned int irq); //激活IRQ void (*disable)(unsigned int irq); //禁用IRQ void (*ack)(unsigned int irq); //显示的中断确认操作 void (*mask)(unsigned int irq); //屏蔽中断 void (*mask_ack)(unsigned int irq); //屏幕并确认 void (*unmask)(unsigned int irq); //屏蔽的反向操作 void (*eoi)(unsigned int irq); //end of interrupt，提供处理中断时一个到硬件的回调 void (*end)(unsigned int irq); //end操作表示中断处理在电流层结束 int (*set_affinity)(unsigned int irq, //设置中断亲和 const struct cpumask *dest); int (*retrigger)(unsigned int irq); int (*set_type)(unsigned int irq, unsigned int flow_type); //设IRQ电流类型 int (*set_wake)(unsigned int irq, unsigned int on); //设置唤醒??? /* Currently used only by UML, might disappear one day.*/ #ifdef CONFIG_IRQ_RELEASE_METHOD void (*release)(unsigned int irq, void *dev_id); #endif /* * For compatibility, ->typename is copied into ->name. * Will disappear. */ const char *typename; }; 大多数的操作可以根据名称了解一二。该结构考虑到了各种不同的体系结构，所以一个特系结构的使用，通常仅是它的一个子集，甚至是很小的一个子系，以s3c举例 static struct irq_chip s3c_irq_chip = { .name = "s3c", .ack = s3c_irq_ack, .mask = s3c_irq_mask, .unmask = s3c_irq_unmask, .set_wake = s3c_irq_wake }; 中断描述符
每个中断都有一个编号，系统可以根据编号很容易地区分来访者，是鼠标，还是键盘，或者是网卡。只是很可惜，出于很多原因（例如短视或成本考虑），在很多体系结构上，提供的编号是很少的，例如图1中显示的，两个8259A芯片，总共提供了16个中断槽位。虽然曾经看来，对于个人计算机这已经足够了，只是时过境迁，又到了改变的时候，例如，多个外设共享一个中断，称之为中断共享，有过PCI驱动编写经验的都接触过，当然，这需要硬件和内核同时支持。 在IA-32 CPU上，为外围设备都供了16个中断号，从32-47，不过如果看一下/proc/interrupts就会发现，外围设备的IRQ编号是从0开始到15的，这意味着，中断控制器的一个重要任务，就是对IRQ编号和中断号进行映射，在IA-32上，这个映射，就需要加上32即可。 struct irq_desc { unsigned int irq; …… irq_flow_handler_t handle_irq; //指向上述控制芯片的电流处理程序 struct irq_chip *chip; //指向上述的控制芯片 …… struct irqaction *action; /* IRQ action list */ //指向IRQ的中断action列表 …… } ____cacheline_internodealigned_in_smp; IRQ相关信息的管理的关键之处在于，内核引入一个irq_desc 类型的全局数组来记录之，每个数组的项对应一个IRQ编号，数组槽位与中断号一一对应，IRQ0在位置0，诸如此类。 数组irq_desc_ptrs的初始化在kernel/irq/handle.c struct irq_desc **irq_desc_ptrs __read_mostly; irq_desc_legacy是一个用于初始化的临时中介： static struct irq_desc irq_desc_legacy[NR_IRQS_LEGACY] __cacheline_aligned_in_smp = { [0 ... NR_IRQS_LEGACY-1] = { .irq = -1, .status = IRQ_DISABLED, .chip = &no_irq_chip, .handle_irq = handle_bad_irq, .depth = 1, .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(irq_desc_init.lock), } }; 这里是用了GNU C的扩展语法 就是将数组里的所有元素irq=-1，其handle_irq都指向handle_bad_irq。 当你要获得中断描述符的话 内核也提供了一个接口
可以根据irq号获得对应的中断描述符 struct irq_desc *irq_to_desc(unsigned int irq) { if (irq_desc_ptrs && irq < nr_irqs) return irq_desc_ptrs[irq]; return NULL; } 中断描述符中，其最后一个成员action指向中断处理程序。这将在后文描述，先来看中断描述符的初始化，这在early_irq_init函数中完成： int __init early_irq_init(void) { struct irq_desc *desc; desc = irq_desc_legacy; //为中断描述符分配槽位 irq_desc_ptrs = kcalloc(nr_irqs, sizeof(void *), GFP_NOWAIT); legacy_count = ARRAY_SIZE(irq_desc_legacy); //初始化之 for (i = 0; i < legacy_count; i++) { desc[i].irq = i; desc[i].kstat_irqs = kstat_irqs_legacy + i * nr_cpu_ids; lockdep_set_class(&desc[i].lock, &irq_desc_lock_class); alloc_desc_masks(&desc[i], node, true); init_desc_masks(&desc[i]); irq_desc_ptrs[i] = desc + i; } //初始化余下的 for (i = legacy_count; i < nr_irqs; i++) irq_desc_ptrs[i] = NULL; } 这样，每个irq_desc_ptrs的槽位的初始化工作就完成了。值得注意的是，这里并没有初始化中断描述符的电流处理句柄handle_irq成员。这是留到具体的控制器中去完成的，还是以8259A为例： void make_8259A_irq(unsigned int irq) { disable_irq_nosync(irq); io_apic_irqs &= ~(1<"XT"); enable_irq(irq); } set_irq_chip_and_handler_name函数是内核提供的处理注册irq_chip和设置电流处理程序的API之一： void set_irq_chip_and_handler_name(unsigned int irq, struct irq_chip *chip, irq_flow_handler_t handle, const char *name) { //取得IRQ对应的中断描述符，设置其chip成员 set_irq_chip(irq, chip); //设置IRQ对应的中断描述符的handle_irq成员 __set_irq_handler(irq, handle, 0, name); } 这样，i8259A_chip控制器的电流处理程序被注册为handle_level_irq，即为电平触发中断，对应的，边沿触发中断的处理程序是handle_edge_irq。 void handle_level_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc) { struct irqaction *action; irqreturn_t action_ret; spin_lock(&desc->lock); mask_ack_irq(desc, irq); //后面的代码在应答的中断后，会调置IRQ_INPROGRESS标志，这里做一个简单检查 if (unlikely(desc->status & IRQ_INPROGRESS)) goto out_unlock; //清除IRQ_REPLAY | IRQ_WAITING标志位 desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_WAITING); //统计 kstat_incr_irqs_this_cpu(irq, desc); /* * If its disabled or no action available * keep it masked and get out of here */ //从中断描述符中取得action action = desc->action; //如果没有action，或者是中断被关闭，退出 if (unlikely(!action || (desc->status & IRQ_DISABLED))) goto out_unlock; //设置IRQ_INPROGRESS，表示正在处理 desc->status |= IRQ_INPROGRESS; spin_unlock(&desc->lock); //调用高层的中断处理程序handle_IRQ_event进一步处理 action_ret = handle_IRQ_event(irq, action); if (!noirqdebug) note_interrupt(irq, desc, action_ret); spin_lock(&desc->lock); //处理完毕，清除正在处理标志 desc->status &= ~IRQ_INPROGRESS; //如果IRQ没有被禁用，调用chip的unmask if (!(desc->status & IRQ_DISABLED) && desc->chip->unmask) desc->chip->unmask(irq); out_unlock: spin_unlock(&desc->lock); } 中断处理程序函数
每个中断处理程序函数都由结构struct irqaction表示，也就是上述中断描述符的最后一个成员： struct irqaction { irq_handler_t handler; unsigned long flags; cpumask_t mask; const char *name; void *dev_id; struct irqaction *next; int irq; struct proc_dir_entry *dir; irq_handler_t thread_fn; struct task_struct *thread; unsigned long thread_flags; }; 该结构中，最重要的成员就是处理函数本身，也就是其第一个成员。
flags包含一些标志信，例如IRQF_SHARED/IRQF_TIMER等。
mask存储其CPU位图掩码；
name和dev_id唯一地标识一个中断处理程序；
next成员用于实现共享的IRQ处理程序，相同irq号的一个或几个irqaction汇聚在一个链表中。 小结一下，上述三个重要数据结构的关系就很清楚了： irq_desc数组包含若干成员，每个成员都一个chip指针，指向对应的中断控制器结构，action指向，指向中断处理函数结构irqaction，若干个具体相同irq的中断处理函数结构串在一个链表上。 irqaction是中断子系统面向驱动程序界面提供的接口，驱动程序在初始化的时候向内核注册，调用request_irq向中断子系统注册，request_irq函数会构造一个action，并将其关联到相应的中断描述符上。 IDT表与中断的触发
中断的触发，或者称之为中断路由，表示一个中断如何达到上述的中断处理函数中。
科普下 在实模式下 cpu用8位的中断类型码通过中断向量表查询到相应的中断服务程序入口 而进入了保护模式后 中断向量表也改叫做中断描述符表IDT（InterruptDescriptor Table）。其中的每个表项叫做一个门描述符（gate descriptor），“门”的含义是当中断发生时必须先通过这些门，然后才能进入相应的处理程序。 IDT（Interrupt Descriptor Table）中断描述表，IDT是个有256个入口的线形表，每个中断向量关联了一个中断处理过程。当计算机运行在实模式时，IDT被初始化并由BIOS使用。然而，一旦真正进入了Linux内核，IDT就被移到内存的另一个区域，并进行进入实模式的初步初始化。内核的初始化流程如下： start_kernel ->init_IRQ ->native_init_IRQ void __init native_init_IRQ(void) { …… //更新外部中断(IRQ)的IDT表项 for (i = FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i < NR_VECTORS; i++) { /* IA32_SYSCALL_VECTOR could be used in trap_init already. */ //跳过系统调用(trap)使用过的槽位 if (!test_bit(i, used_vectors)) set_intr_gate(i, interrupt[i-FIRST_EXTERNAL_VECTOR]); } } set_intr_gate在IDT的第i个表项插入一个中断门。门中的段选择符设置为内核代码的段选择符，基偏移量为中断处理程序的地址，
即为第二个参数interrupt[i-FIRST_EXTERNAL_VECTOR]。 interrupt数组在entry_32.S中定义，它本质上都会跳转到common_interrupt： .section .init.rodata,"a" ENTRY(interrupt) .text .p2align 5 .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT ENTRY(irq_entries_start) RING0_INT_FRAME vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR .rept (NR_VECTORS-FIRST_EXTERNAL_VECTOR+6)/7 .balign 32 .rept 7 .if vector < NR_VECTORS .if vector <> FIRST_EXTERNAL_VECTOR CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -4 .endif 1: pushl $(~vector+0x80) /* Note: always in signed byte range */ CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4 .if ((vector-FIRST_EXTERNAL_VECTOR)%7) <> 6 jmp 2f .endif .previous .long 1b .text vector=vector+1 .endif .endr 2: jmp common_interrupt .endr END(irq_entries_start) .previous END(interrupt) .previous common_interrupt是所有外部中断的统一入口： /* * the CPU automatically disables interrupts when executing an IRQ vector, * so IRQ-flags tracing has to follow that: */ .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT common_interrupt: //将中断向量号减256。内核用负数表示所有的中断 addl $-0x80,(%esp) /* Adjust vector into the [-256,-1] range */ //调用SAVE_ALL宏保存寄存器的值 SAVE_ALL TRACE_IRQS_OFF //保存栈顶地址 movl %esp,%eax //调用do_IRQ函数 call do_IRQ //从中断返回 jmp ret_from_intr ENDPROC(common_interrupt) CFI_ENDPROC 这样，就进入了著名的do_IRQ函数了，到这里，基本上有平台相关的汇编代码的处理流程就结束了，相对而言，我还是更喜欢C语言： /* * do_IRQ handles all normal device IRQ's (the special * SMP cross-CPU interrupts have their own specific * handlers). */ unsigned int __irq_entry do_IRQ(struct pt_regs *regs) { //取得原来的寄存器 struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs); /* high bit used in ret_from_ code */ //取得中断向量号 unsigned vector = ~regs->orig_ax; unsigned irq; //退出idle进程 exit_idle(); //进入中断 irq_enter(); //中断线号与设备的中断号之间对应关系，由系统分派，分派表是一个per-cpu变量vector_irq irq = __get_cpu_var(vector_irq)[vector]; //处理之 if (!handle_irq(irq, regs)) { //应答APIC ack_APIC_irq(); if (printk_ratelimit()) pr_emerg("%s: %d.%d No irq handler for vector (irq %d) ", __func__, smp_processor_id(), vector, irq); } //结束中断 irq_exit(); set_irq_regs(old_regs); return 1; } handle_irq函数根据中断号，查找相应的desc结构，调用其handle_irq： bool handle_irq(unsigned irq, struct pt_regs *regs) { struct irq_desc *desc; int overflow; overflow = check_stack_overflow(); desc = irq_to_desc(irq); //取得irq对应的中断描述符，irq_to_desc函数一开始就已经分析过了 if (unlikely(!desc)) return false; if (!execute_on_irq_stack(overflow, desc, irq)) { if (unlikely(overflow)) print_stack_overflow(); desc->handle_irq(irq, desc); } return true; } 如前所述，handle_irq函数指针，指向了handle_level_irq，或者是handle_edge_irq。不论是哪一种，中断电流处理函数在会调用handle_IRQ_event进一步处理，handle_IRQ_event函数的本质是遍历中断号上所有的action，调用其handler。这是在设备驱动初始化时向中断子系统注册的： /** * handle_IRQ_event - irq action chain handler * @irq: the interrupt number * @action: the interrupt action chain for this irq * * Handles the action chain of an irq event */ irqreturn_t handle_IRQ_event(unsigned int irq, struct irqaction *action) { irqreturn_t ret, retval = IRQ_NONE; unsigned int status = 0; //因为CPU会禁止中断，这里将其打开，如果没有指定IRQF_DISABLED标志的话，它表示处理程序在中断禁止情况下运行 if (!(action->flags & IRQF_DISABLED)) local_irq_enable_in_hardirq(); //遍历当前irq的action链表中的所有action，调用之 do { //打开中断跟踪 trace_irq_handler_entry(irq, action); //调用中断处理函数 ret = action->handler(irq, action->dev_id); //结束跟踪 trace_irq_handler_exit(irq, action, ret); switch (ret) { case IRQ_WAKE_THREAD: /* * Set result to handled so the spurious check * does not trigger. */ ret = IRQ_HANDLED; /* * Catch drivers which return WAKE_THREAD but * did not set up a thread function */ if (unlikely(!action->thread_fn)) { warn_no_thread(irq, action); break; } /* * Wake up the handler thread for this * action. In case the thread crashed and was * killed we just pretend that we handled the * interrupt. The hardirq handler above has * disabled the device interrupt, so no irq * storm is lurking. */ if (likely(!test_bit(IRQTF_DIED, &action->thread_flags))) { set_bit(IRQTF_RUNTHREAD, &action->thread_flags); wake_up_process(action->thread); } /* Fall through to add to randomness */ case IRQ_HANDLED: status |= action->flags; break; default: break; } retval |= ret; //取得链表中的下一个action，如果有的话 action = action->next; } while (action); //如果指定了标志，则使用中断间隔时间为随机数产生器产生熵 if (status & IRQF_SAMPLE_RANDOM) add_interrupt_randomness(irq); //关闭中断，do_IRQ进入下一轮循环——等待新的中断到来 local_irq_disable(); return retval; } 中断处理函数的注册 request_irq 很显然，如果驱动程序需要处理与中断相关的工作，它就应该注册一个中断处理程序。也就是构造一个前文所述irqaction，
并挂到前文描述中，中断描述符的链表中去，request_irq API函数完成这一工作，其原型如下： @irq:要分配的中断号
@hander: 中断处理函数指针，这是工作的核心
@flags：中断标志位，可以是IRQF_DISABLED,IRQF_SAMPLE_RANDOM,IRQF_TIMER,IRQF_SHARED等；
@name:中断设备的文件描述；
@dev:用于中断共享，它提供设备的唯一标识信息 static inline int __must_check request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev) { return request_threaded_irq(irq, handler, NULL, flags, name, dev); } 例如，e100驱动中注册其中断处理函数： static int e100_up(struct nic *nic) { …… if ((err = request_irq(nic->pdev->irq, e100_intr, IRQF_SHARED, nic->netdev->name, nic->netdev))) …… ｝ 与老的request_irq不同在于，request_irq调用了request_threaded_irq，而不再是setup_irq函数。
这一改变的的理由在于，前者允许传递一个线程处理函数thread_fn，不过request_irq使用传递为NULL： 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) { struct irqaction *action; struct irq_desc *desc; int retval; /* * handle_IRQ_event() always ignores IRQF_DISABLED except for * the _first_ irqaction (sigh). That can cause oopsing, but * the behavior is classified as "will not fix" so we need to * start nudging drivers away from using that idiom. */ //标志位检查 if ((irqflags & (IRQF_SHARED|IRQF_DISABLED)) == (IRQF_SHARED|IRQF_DISABLED)) { pr_warning( "IRQ %d/%s: IRQF_DISABLED is not guaranteed on shared IRQs ", irq, devname); } #ifdef CONFIG_LOCKDEP /* * Lockdep wants atomic interrupt handlers: */ irqflags |= IRQF_DISABLED; #endif /* * Sanity-check: shared interrupts must pass in a real dev-ID, * otherwise we'll have trouble later trying to figure out * which interrupt is which (messes up the interrupt freeing * logic etc). */ //共享中断，需要指定设备ID if ((irqflags & IRQF_SHARED) && !dev_id) return -EINVAL; //获取对应的中断描述符 desc = irq_to_desc(irq); if (!desc) return -EINVAL; //IRQ_NOREQUEST标志意味着中断不能被请求注册 if (desc->status & IRQ_NOREQUEST) return -EINVAL; if (!handler) return -EINVAL; //分配一个irqaction action = kzalloc(sizeof(struct irqaction), GFP_KERNEL); if (!action) return -ENOMEM; //初始化之 action->handler = handler; action->thread_fn = thread_fn; action->flags = irqflags; action->name = devname; action->dev_id = dev_id; //注册IRQ retval = __setup_irq(irq, desc, action); if (retval) kfree(action); //调试操作 #ifdef CONFIG_DEBUG_SHIRQ if (irqflags & IRQF_SHARED) { /* * It's a shared IRQ -- the driver ought to be prepared for it * to happen immediately, so let's make sure.... * We disable the irq to make sure that a 'real' IRQ doesn't * run in parallel with our fake. */ unsigned long flags; disable_irq(irq); local_irq_save(flags); handler(irq, dev_id); local_irq_restore(flags); enable_irq(irq); } #endif return retval; } 具体的注册工作落实到了__setup_irq函数： /* * Internal function to register an irqaction - typically used to * allocate special interrupts that are part of the architecture. */ static int __setup_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc, struct irqaction *new) { struct irqaction *old, **old_ptr; const char *old_name = NULL; unsigned long flags; int shared = 0; int ret; //检查中断描述符其及对应用中断控制器 if (!desc) return -EINVAL; if (desc->chip == &no_irq_chip) return -ENOSYS; /* * Some drivers like serial.c use request_irq() heavily, * so we have to be careful not to interfere with a * running system. */ //如果指定了IRQF_SAMPLE_RANDOM，意味着设备将对内核随机数熵池有所贡献，rand_initialize_irq //函数处理相应的工作 if (new->flags & IRQF_SAMPLE_RANDOM) { /* * This function might sleep, we want to call it first, * outside of the atomic block. * Yes, this might clear the entropy pool if the wrong * driver is attempted to be loaded, without actually * installing a new handler, but is this really a problem, * only the sysadmin is able to do this. */ rand_initialize_irq(irq); } /* * Threaded handler ? */ //如果指定了线程函数，则创建内核线程，并将其thread工作队列指针指向新创建的线程 if (new->thread_fn) { struct task_struct *t; t = kthread_create(irq_thread, new, "irq/%d-%s", irq, new->name); if (IS_ERR(t)) return PTR_ERR(t); /* * We keep the reference to the task struct even if * the thread dies to avoid that the interrupt code * references an already freed task_struct. */ get_task_struct(t); new->thread = t; } /* * The following block of code has to be executed atomically */ spin_lock_irqsave(&desc->lock, flags); old_ptr = &desc->action; old = *old_ptr; //考虑到一个事实，中断描述符的action链上，可能一个也没有，可能已经注册了一个或多个 //如果是后者，则需要判断新伙伴是否是允许共享 if (old) { /* * Can't share interrupts unless both agree to and are * the same type (level, edge, polarity). So both flag * fields must have IRQF_SHARED set and the bits which * set the trigger type must match. */ //这里的验证表明，它使终使用第一个old来匹备，这意味着action链上的所有节点，都拥有相同的类型 //后面的IRQF_PERCPU也是同样的道理 if (!((old->flags & new->flags) & IRQF_SHARED) || ((old->flags ^ new->flags) & IRQF_TRIGGER_MASK)) { old_name = old->name; goto mismatch; } #if defined(CONFIG_IRQ_PER_CPU) /* All handlers must agree on per-cpuness */ if ((old->flags & IRQF_PERCPU) != (new->flags & IRQF_PERCPU)) goto mismatch; #endif /* add new interrupt at end of irq queue */ //遍历到action链末尾，等待注册，这里循环也是使用了指向指针的指针，主要是为了添加新元素 do { old_ptr = &old->next; old = *old_ptr; } while (old); //置共享标志，必须的 shared = 1; } //如果是共享，则仅需要验证新的action的类型与中断描述符是否一致即可。 //否则，这意味着中断描述符的action上一无所有，这是一个新伙计，则需要通过新的action，为中断描符述设置一些标志位、状态位等诸如此类 if (!shared) { irq_chip_set_defaults(desc->chip); init_waitqueue_head(&desc->wait_for_threads); /* Setup the type (level, edge polarity) if configured: */ if (new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK) { ret = __irq_set_trigger(desc, irq, new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK); if (ret) goto out_thread; } else compat_irq_chip_set_default_handler(desc); #if defined(CONFIG_IRQ_PER_CPU) if (new->flags & IRQF_PERCPU) desc->status |= IRQ_PER_CPU; #endif desc->status &= ~(IRQ_AUTODETECT | IRQ_WAITING | IRQ_INPROGRESS | IRQ_SPURIOUS_DISABLED); if (!(desc->status & IRQ_NOAUTOEN)) { desc->depth = 0; desc->status &= ~IRQ_DISABLED; desc->chip->startup(irq); } else /* Undo nested disables: */ desc->depth = 1; /* Exclude IRQ from balancing if requested */ if (new->flags & IRQF_NOBALANCING) desc->status |= IRQ_NO_BALANCING; /* Set default affinity mask once everything is setup */ setup_affinity(irq, desc); } else if ((new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK) && (new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK) != (desc->status & IRQ_TYPE_SENSE_MASK)) { /* hope the handler works with the actual trigger mode... */ pr_warning("IRQ %d uses trigger mode %d; requested %d ", irq, (int)(desc->status & IRQ_TYPE_SENSE_MASK), (int)(new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK)); } //设置对中断号 new->irq = irq; //注册之 *old_ptr = new; /* Reset broken irq detection when installing new handler */ desc->irq_count = 0; desc->irqs_unhandled = 0; /* * Check whether we disabled the irq via the spurious handler * before. Reenable it and give it another chance. */ if (shared && (desc->status & IRQ_SPURIOUS_DISABLED)) { desc->status &= ~IRQ_SPURIOUS_DISABLED; __enable_irq(desc, irq, false); } spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags); /* * Strictly no need to wake it up, but hung_task complains * when no hard interrupt wakes the thread up. */ //如果有内核线程，唤醒之 if (new->thread) wake_up_process(new->thread); //注册proc register_irq_proc(irq, desc); new->dir = NULL; register_handler_proc(irq, new); return 0; mismatch: #ifdef CONFIG_DEBUG_SHIRQ if (!(new->flags & IRQF_PROBE_SHARED)) { printk(KERN_ERR "IRQ handler type mismatch for IRQ %d ", irq); if (old_name) printk(KERN_ERR "current handler: %s ", old_name); dump_stack(); } #endif ret = -EBUSY; out_thread: spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags); if (new->thread) { struct task_struct *t = new->thread; new->thread = NULL; if (likely(!test_bit(IRQTF_DIED, &new->thread_flags))) kthread_stop(t); put_task_struct(t); } return ret; } 相应的free_irq()也是类似的操作 注册了卸载之类