Linux Driver APIs - interrupt and irq

Linux Interrupt API
=============================

#include <linux/interrupt.h>

0.Index

=======
- 1.Request IRQ

- 2.enable/disable IRQ

- 3.使IRQ成为Wakeup Source

- 4.Sample Code

1.Request IRQ

=============

申请线程化的IRQ

-----------------------

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

参数依次为：

irq - irq number

handler - hardware irq handler, 硬中断,在中断上下文执行

thread_fn - threaded irq handler，执行中断实际任务的线程函数，在线程

上下文执行

flags - 中断标志，触发方式，执行方式等

name - IRQ的名字

dev - 可以为任何参数，该参数将会传递到handler/thread_fn中，可用于保存

中断函数中需要使用的变量/结构体的指针。
Note：
- 调用这个函数将向中断子系统申请中断资源，同时使能该IRQ Line。

- handler/thread_fn允许同时存在，也允许只存在其中一个，但不允许两个都为NULL。

- handler函数(top half)在中断上下文执行，应保证快速执行完毕，中断上下文不允许

有sleep/task schedule等会导致主动放弃CPU操作，不能使用mutex/semaphore等有可能导致阻塞的API

- 中断上下文不允许访问用户空间内存

- 耗时的操作应该放到thread_fn中(bottom half)执行，如果handler存在，当handler

返回IRQ_WAKE_THREAD时，将唤醒thread_fn所在的线程。如果handler不存在，则默认当

中断触发后，唤醒thread_fn所在的线程。

- 中断bottom half可以通过workqueue或者自己创建kthread来实现，它们本质上都为

kernel thread，但通过request_threaded_irq创建的线程具有更高的优先级和实时性

较高的调度策略，因此如果你对bottom half的实时性有要求，应该优先使用request_threaded_irq.

使用threaded irq没有softirq、tasklet的限制，且拥有较高的执行优先级，推荐使用。

申请IRQ

-----------

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

参数意义同request_threaded_irq

释放IRQ

------------

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

Resouce Managed API
------------------------------
相比不带资源管理的API，如下API多了一个参数struce device *dev,位于第一个参数位置，调用者不用关心irq的释放操作，当driver与device detach时，irq将被自动释放掉。devm_request_threaded_irq
devm_request_irq
devm_free_irq

2.enable/disable IRQ

================

Disable IRQ

----------------

void disable_irq_nosync(unsigned int irq);

disable irq后立即返回，不等待中断执行完毕。

void disable_irq(unsigned int irq);

disale irq并且同步等待中断执行完毕才返回。

因此不能在中断top half中执行disable_irq，否则将会导致死锁。

Enable IRQ

---------------

void enable_irq(unsigned int irq);

enable_irq并没有同步与非同步的区分，当desc->irq_data.chip->bus_lock and desc->chip->bus_sync_unlock

为NULL的时候，可以在中断上下文中调用enable_irq。

enable/disable irq必须成对使用，例如调用两次disable_irq后，irq将处于disabled状态直到

调用两次enable_irq。

全局中断开关

-----------------

local_irq_disable()      禁止中断
local_irq_enable() 打开中断
local_irq_save(flag)     禁止中断并保存中断寄存器
local_irq_restore(flags) 打开中断，恢复寄存器
local_bh_disable()       仅禁止中断底半部中断
local_bh_enable()        打开

注意：不要长时间屏蔽中断

3.使IRQ成为Wakeup Source

======================

int enable_irq_wake(unsigned int irq);

int disable_irq_wake(unsigned int
9017
irq);

调用enable_irq_wake后该irq将一直处于wake状态，当系统进入deep sleep状态时，其他irq将会

被屏蔽掉，但此irq仍然可以被触发和处理（可以wake up 主控）

4.Sample Code
=============

#include <linux/interrupt.h>
#define IRQ_NUM	13

static irqreturn_t hard_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
/*
* irq context, limited operations.
* do emergency work and quit as soon as possible
*/
return IRQ_WAKE_THREAD;
}

static irqreturn_t thread_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
/*
* do the real work
* you can use sleep api, mutex/semaphore api,
* you can access user space memory here,
*/
return IRQ_HANDLED;
}

static int irq_sample(struct device *dev)
{
int irq = IRQ_NUM;
int r;

r = devm_request_threaded_irq(dev, irq, hard_irq_handler,
thread_irq_handler,
IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_ONESHOT,
"samp",
NULL);
if (r < 0)
return r;
// at this point, irq is requested and is enabled.
return 0;
}