4. 注册中断：request_irq 函数详解

在 Linux 驱动中，中断处理程序的注册是设备驱动与内核中断子系统交互的核心接口。request_irq 函数负责将驱动程序的中断处理函数挂载到指定的 IRQ 线上，使内核在接收到硬件中断信号时能够正确调用驱动层的处理逻辑。本节将深入解析该函数的原型、各参数含义、返回值及典型使用模式。

4.1 函数原型与头文件

request_irq 定义在 <linux/interrupt.h> 中，其原型如下：

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

该函数在成功时返回 0，失败时返回负的错误码（如 -EBUSY、-EINVAL）。

4.2 参数详解

4.3 flags 标志位详解

flags 参数是中断行为控制的关键，常用标志位定义在 <linux/interrupt.h> 中：

4.4 dev_id 参数的关键作用

dev_id 是 request_irq 中最容易被忽视但极其重要的参数，其核心用途包括：

• 共享中断区分：当多个驱动共享同一 IRQ 线时，内核遍历该 IRQ 上的所有处理函数，通过 dev_id 匹配当前设备。处理函数内部需检查硬件状态确认是否为本设备产生的中断。
• 释放中断匹配：free_irq(irq, dev_id) 必须传入与注册时相同的 dev_id，否则释放失败。
• 传递设备上下文：处理函数第二个参数即为 dev_id，驱动可将设备结构体指针传入，避免使用全局变量。

4.5 中断注册流程 SVG 图

下图展示了从驱动入口到中断注册完成的完整调用链路：

4.6 典型代码示例

以下是一个完整的 request_irq 注册示例，展示了从获取 IRQ 到注册完成的完整流程：

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

struct my_device {
    int irq;
    void __iomem *base;
    /* 其他设备数据 */
};

static irqreturn_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
    struct my_device *mdev = (struct my_device *)dev_id;
    /* 读取硬件状态寄存器确认中断源 */
    uint32_t status = ioread32(mdev->base + REG_STATUS);
    if (!(status & INT_PENDING))
        return IRQ_NONE;  /* 非本设备中断 */

    /* 处理中断事件 */
    /* ... */

    return IRQ_HANDLED;
}

static int my_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct my_device *mdev;
    int ret;

    mdev = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*mdev), GFP_KERNEL);
    if (!mdev)
        return -ENOMEM;

    /* 获取中断号 */
    mdev->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
    if (mdev->irq < 0)
        return mdev->irq;

    /* 注册中断 */
    ret = request_irq(mdev->irq,
                      my_irq_handler,
                      IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_SHARED,
                      "my_device",
                      mdev);
    if (ret) {
        dev_err(&pdev->dev, "request_irq failed: %d\n", ret);
        return ret;
    }

    platform_set_drvdata(pdev, mdev);
    return 0;
}

static int my_remove(struct platform_device *pdev)
{
    struct my_device *mdev = platform_get_drvdata(pdev);
    free_irq(mdev->irq, mdev);  /* dev_id 必须与注册时一致 */
    return 0;
}

4.7 常见错误与调试

4.8 中断处理函数返回值规范

中断处理函数必须返回 irqreturn_t 类型，其定义如下：