2. Linux 中断处理机制：中断注册函数 request_irq、中断处理函数原型、flags 标志详解

在 Linux 内核中，设备驱动程序通过 request_irq() 函数向内核注册一个中断处理函数（Interrupt Handler / ISR）。该函数是中断处理流程的入口点，其原型、参数含义以及 flags 标志位的选择，直接决定了中断响应的实时性、共享能力以及上下文的执行环境。本节将深入剖析这三个核心要素。

2.1 中断注册函数 request_irq

request_irq() 是驱动程序与中断子系统交互的标准接口。其函数原型定义在 <linux/interrupt.h> 中：

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

参数详解：

2.2 中断处理函数原型

中断处理函数（ISR）必须遵循内核定义的严格原型。其类型 irq_handler_t 定义如下：

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

参数与返回值：

• irq：触发本次中断的中断号。在共享中断场景下，同一个处理函数可能被多个中断号注册，此参数用于区分。
• dev_id：注册时传入的 dev 指针。通常指向设备结构体，用于在 ISR 中访问设备寄存器、私有数据或完成队列。
• 返回值：必须返回 irqreturn_t 枚举值：
  • IRQ_NONE (0)：中断不是本设备产生的（用于共享中断检测）。
  • IRQ_HANDLED (1)：中断已被本设备正确处理。
  • IRQ_WAKE_THREAD (2)：请求内核调度中断线程化处理函数（配合 request_threaded_irq() 使用）。

2.3 flags 标志详解

flags 参数由多个位掩码组合而成，定义在 <linux/interrupt.h> 和 <linux/irqflags.h> 中。以下是最常用的标志位：

2.4 中断注册与处理流程 SVG 架构图

下图展示了从设备触发中断到 ISR 执行完毕的完整注册与处理流程：

2.5 中断注册实战示例

以下代码展示了一个典型的中断注册与处理函数实现：

#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/device.h>

struct my_device {
    void __iomem *base;
    int irq;
    struct completion done;
};

/* 中断处理函数 */
static irqreturn_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
    struct my_device *mydev = (struct my_device *)dev_id;
    unsigned int status;

    /* 读取设备状态寄存器 */
    status = ioread32(mydev->base + REG_STATUS);

    if (status & INT_PENDING) {
        /* 清除中断标志 */
        iowrite32(INT_CLEAR, mydev->base + REG_CLEAR);

        /* 唤醒等待队列或完成量 */
        complete(&mydev->done);

        return IRQ_HANDLED;
    }

    return IRQ_NONE;  /* 不是本设备的中断 */
}

/* 驱动初始化时注册中断 */
static int my_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct my_device *mydev;
    int ret;

    mydev = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*mydev), GFP_KERNEL);
    mydev->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
    init_completion(&mydev->done);

    /* 注册中断：上升沿触发，非共享 */
    ret = request_irq(mydev->irq,
                      my_irq_handler,
                      IRQF_TRIGGER_RISING,
                      "my_device",
                      mydev);
    if (ret) {
        dev_err(&pdev->dev, "Failed to request IRQ %d\n", mydev->irq);
        return ret;
    }

    return 0;
}

/* 驱动移除时释放中断 */
static int my_remove(struct platform_device *pdev)
{
    struct my_device *mydev = platform_get_drvdata(pdev);
    free_irq(mydev->irq, mydev);
    return 0;
}

2.6 中断上下文与底半部调度关系

下图展示了 ISR 与底半部（Bottom Half）之间的协作关系：

2.7 常见错误与调试技巧