2. 中断申请与释放：request_irq/free_irq 函数详解

中断处理是驱动开发里最核心的环节之一。说白了，外设要通知 CPU 有事干了，就得靠中断线。但这条线怎么申请、怎么释放、怎么和别人共享，就是今天要聊的内容。

我个人习惯把中断申请比作「租电话线」——你得先告诉交换机（内核）你要用几号线、谁来接电话、遇到占线怎么办。搞错了，轻则驱动加载失败，重则系统死机。嗯，咱们一步步拆开看。

2.1 request_irq：把中断线租下来

函数原型长这样：

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

五个参数，一个都不能少。我一个个说。

参数	含义	注意点
irq	中断号	硬件决定，可通过 platform_get_irq 获取
handler	中断处理函数指针	类型 irq_handler_t，返回值 irqreturn_t
flags	中断标志位	决定触发方式、共享策略等
name	设备名称	用于 /proc/interrupts 显示
dev	设备标识	共享中断时用来区分设备，必须唯一

2.2 中断标志位：flags 里藏着什么？

flags 参数是个位掩码，常用的就这么几个：

• IRQF_SHARED —— 允许多个设备共享同一根中断线。硬件上必须支持电平触发。
• 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_ONESHOT —— 中断处理期间自动屏蔽该中断线，处理完再恢复。常用于 threaded IRQ。

你想想看，如果两个设备共享中断线，一个用边沿触发，一个用电平触发，那不乱套了？所以共享中断必须统一用电平触发。这是硬件设计时就定好的规矩。

2.3 中断处理函数原型：到底长啥样？

处理函数的类型是 irq_handler_t，定义在 <linux/interrupt.h>：

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

两个参数：

• irq —— 触发的中断号。同一个处理函数可以注册多个中断号，靠这个区分。
• dev_id —— 就是 request_irq 时传的 dev 参数。共享中断时用它判断是不是自己的设备。

返回值只有两种：

• IRQ_NONE —— 不是我的中断，请内核继续找下一个处理函数。
• IRQ_HANDLED —— 我处理了，内核可以收工了。

2.4 free_irq：用完记得还

函数原型：

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

参数和 request_irq 一样。注意：

• 非共享中断：dev_id 可以为 NULL。
• 共享中断：dev_id 必须和申请时一致，否则内核不知道要释放哪个。

调用时机通常在模块卸载函数里。顺序很重要——先 free_irq，再注销设备、释放内存。否则中断来了，处理函数访问已释放的内存，直接 oops。

2.5 知识结构图：中断申请与释放全景

下面这张图把整个流程串起来了。我建议你保存下来，写驱动时对照着看。

2.6 完整示例：一个按键中断驱动

光说不练假把式。下面是个真实项目里简化出来的按键中断驱动：

#include <linux/module.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/of_gpio.h>

static int irq_num;
static int gpio_key = 123;  // 假设 GPIO 123

static irqreturn_t key_handler(int irq, void *dev_id)
{
    int *pressed = (int *)dev_id;
    *pressed = !gpio_get_value(gpio_key);
    pr_info("Key %s\n", *pressed ? "pressed" : "released");
    return IRQ_HANDLED;
}

static int __init key_drv_init(void)
{
    int ret;
    static int key_state = 0;

    irq_num = gpio_to_irq(gpio_key);
    if (irq_num < 0)
        return irq_num;

    ret = request_irq(irq_num, key_handler,
                      IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,
                      "my_key", &key_state);
    if (ret) {
        pr_err("request_irq failed: %d\n", ret);
        return ret;
    }
    pr_info("Key IRQ %d registered\n", irq_num);
    return 0;
}

static void __exit key_drv_exit(void)
{
    free_irq(irq_num, &key_state);
    pr_info("Key IRQ freed\n");
}

module_init(key_drv_init);
module_exit(key_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

2.7 常见错误与排查思路

错误现象	可能原因	排查方法
request_irq 返回 -EBUSY	中断号已被占用，或 flags 不匹配	检查 /proc/interrupts 看谁在用
中断触发但处理函数没执行	中断被屏蔽，或 flags 触发方式不对	检查 /proc/irq/xxx/spurious
共享中断时频繁误触发	dev_id 没检查，或硬件没拉低电平	示波器看波形，确认电平状态
卸载模块时系统崩溃	free_irq 后还有中断飞来	先屏蔽中断再释放，或检查 dev_id 是否一致

嗯，中断申请这块其实不难，但细节特别多。我刚开始写驱动时，经常在 flags 上翻车——明明设备树配的是上升沿，我硬编码了个下降沿，结果按键按下去没反应。后来养成了习惯：能用设备树就别硬编码，能共享就别独占。