3. 中断注册API：request_irq()、devm_request_irq()、free_irq()的使用与参数详解

中断注册，说白了就是告诉内核：「这个中断号归我管，来了信号就叫我」。在嵌入式Linux开发中，我几乎每天都要跟这几个API打交道。今天咱们就把它们掰开揉碎了讲清楚。

3.1 request_irq() — 最基础的中断注册函数

这是最原始、最直接的中断注册方式。它的原型长这样：

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

参数一个一个来看：

参数	含义	我踩过的坑
irq	中断号	别写死！用platform_get_irq()获取
handler	中断处理函数指针	返回值必须是irqreturn_t类型
flags	中断标志位	共享中断必须设IRQF_SHARED
name	设备名称（/proc/interrupts里能看到）	尽量用设备名，别用"my_irq"这种
dev	传递给handler的私有数据	共享中断时这个参数是区分标识

我早期做项目时，就因为在中断处理函数里调用了printk太多东西，导致系统响应变慢。后来才明白——中断处理函数要快进快出，复杂逻辑扔到底半部去。

3.2 flags参数详解 — 这些标志位你搞清楚了吗？

flags参数是个位掩码，常用的有这么几个：

• IRQF_TRIGGER_RISING — 上升沿触发。我用的最多，按键、GPIO边沿检测常用。
• IRQF_TRIGGER_FALLING — 下降沿触发。比如检测设备断开。
• IRQF_TRIGGER_HIGH — 高电平触发。注意电平触发容易重复进中断。
• IRQF_TRIGGER_LOW — 低电平触发。
• IRQF_SHARED — 共享中断。多个设备共用一根中断线时必须设。
• IRQF_ONESHOT — 中断处理期间屏蔽本中断。常用于 threaded IRQ。

3.3 devm_request_irq() — 资源管理的救星

这个函数是request_irq()的「资源管理版」。原型几乎一样：

int devm_request_irq(struct device *dev,
                     unsigned int irq,
                     irq_handler_t handler,
                     unsigned long flags,
                     const char *name,
                     void *dev_id);

多了一个参数——struct device *dev。好处是什么？

• 设备卸载时，内核自动帮你调用free_irq()
• 不用手动管理中断释放，减少内存泄漏风险
• 代码更简洁，出错路径处理更少

我个人习惯：新写的驱动，能用devm_request_irq()就别用request_irq()。除非你有特殊需求，比如中断的生命周期和设备生命周期不一致。

3.4 free_irq() — 善后工作要做好

原型很简单：

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

注意这个dev_id参数——必须和注册时传的值一致。否则内核找不到对应的中断，释放失败。

什么时候需要手动调用？

• 用了request_irq()注册的，必须在模块卸载时调用
• 共享中断时，free_irq()会等待所有中断处理完成才返回
• 如果中断处理函数正在执行，free_irq()会阻塞直到它完成

3.5 中断处理函数的返回值

中断处理函数必须返回irqreturn_t类型：

static irqreturn_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
    /* 处理中断 */
    if (/* 确实是本设备的中断 */) {
        /* 处理逻辑 */
        return IRQ_HANDLED;
    }
    /* 不是本设备的中断 */
    return IRQ_NONE;
}

• IRQ_HANDLED — 中断被正确处理了
• IRQ_NONE — 不是本设备的中断（共享中断时很重要）
• IRQ_WAKE_THREAD — 唤醒 threaded IRQ 线程

你想想看，如果共享中断的设备都返回IRQ_NONE，内核会认为这是个「虚假中断」，次数多了会打印警告甚至禁用该中断线。

3.6 实际使用示例

来个完整的例子，看看怎么用：

static irqreturn_t gpio_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
    struct my_device *mdev = (struct my_device *)dev_id;
    
    /* 快速处理，实际工作交给底半部 */
    schedule_work(&mdev->work);
    
    return IRQ_HANDLED;
}

static int my_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct my_device *mdev;
    int irq, ret;
    
    mdev = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*mdev), GFP_KERNEL);
    if (!mdev)
        return -ENOMEM;
    
    irq = platform_get_irq(pdev, 0);
    if (irq < 0)
        return irq;
    
    /* 使用devm版本，省心 */
    ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, gpio_irq_handler,
                           IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_ONESHOT,
                           "my_gpio_dev", mdev);
    if (ret) {
        dev_err(&pdev->dev, "failed to request irq %d\n", irq);
        return ret;
    }
    
    return 0;
}

这几个API看着简单，但用不好真的会出大问题。我见过太多新手在中断处理函数里做复杂操作，结果系统卡死。记住一句话：中断处理函数不是让你干活的，是让你登记活儿的。具体怎么干，交给底半部机制去处理。