2. 中断处理流程

2.1 中断注册与注销

在 Linux 内核中，设备驱动程序通过 request_irq() 和 free_irq() 函数完成中断处理函数的注册与注销。这两个函数是中断子系统提供给驱动层的标准接口。

2.1.1 中断注册函数

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

2.1.2 中断注销函数

void free_irq(unsigned int irq, void *dev);

2.2 中断处理函数原型

Linux 内核定义的中断处理函数原型如下：

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

返回值类型 irqreturn_t 为枚举：

2.3 中断标志位详解

flags 参数通过位掩码组合控制中断行为，常用标志如下：

2.4 中断处理流程时序图

下图展示了从硬件中断触发到中断处理完成的核心流程，包含上半部（ top half ）与下半部（ bottom half ）的协作关系：

2.5 中断处理流程步骤清单

1. 硬件中断触发：外设通过中断线向中断控制器发送中断信号。
2. 中断控制器仲裁：中断控制器根据优先级选择最高优先级中断，向 CPU 发送中断请求。
3. CPU 保存上下文：CPU 保存当前执行现场（寄存器、程序计数器等），跳转到中断向量表对应的入口地址。
4. 上半部执行：调用 request_irq() 注册的处理函数，完成紧急硬件操作（如清除中断标志、读取 FIFO 数据）。
5. 调度下半部：上半部返回前，通过 schedule_work() 或 tasklet_schedule() 调度下半部处理。
6. CPU 恢复上下文：CPU 恢复被中断的进程上下文，继续执行原任务。
7. 下半部执行：在合适的时机（如调度点、软中断），下半部处理函数在开中断环境下执行剩余工作。