linux固定中断号如何分配

linux固定中断号如何分配详细介绍

在 Linux 系统中，中断号（IRQ，Interrupt Request）的分配分为 内核空间 和 用户空间 两个层面，其分配机制与具体硬件架构和设备类型密切相关。以下是详细说明：

一、内核空间的中断号分配

1.
静态分配（固定中断号）

• 适用场景：针对硬件特性明确的设备（如传统 ISA 设备、嵌入式系统中的固定外设），驱动程序在注册时需显式指定中断号。
• 接口函数：
  • request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev)
    通过 irq 参数直接指定中断号，handler 为中断处理函数，name 为设备名称（如 /proc/interrupts 中显示的名称）。
  • 示例（驱动代码片段）：c

        pdev 
    
     irq pdev 
     irq my_irq_handler IRQF_SHARED my_dev 
     EBUSY
        
        
         
    
    

• 中断号范围：
  • 传统 x86 架构：0~15 为 ISA 保留中断（如键盘、定时器），16~23 为 PCI 设备中断（由 IOAPIC 管理）。
  • 嵌入式系统（如 ARM）：中断号范围由具体控制器（如 GIC）决定，可通过设备树（DTS）的 interrupts 属性显式指定。

2.
动态分配（非固定中断号）

• 适用场景：PCI/USB 等即插即用设备，中断号由硬件自动分配（如 PCI 设备的 INTx 中断）。
• 分配流程：
  1. 设备驱动通过 pci_read_config_dword 获取设备的中断引脚（INT_PIN）。
  2. 内核根据引脚和总线拓扑映射到实际中断号（存储在 struct pci_dev 的 irq 字段）。

• 特点：中断号在设备枚举时确定，不同系统或重启后可能变化。

3.
设备树（Device Tree）配置

• 在嵌入式系统中，通过 DTS 文件的 interrupts 属性指定设备的中断号，例如：dts

  my_device {
  
   compatible = "vendor,my-device";
   interrupts = <0 3 4>; // 中断号、触发类型（如 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH）、优先级
  };
  

• 驱动通过 of_get_named_gpiod 或 platform_get_irq 解析设备树中的中断配置。

二、用户空间的中断号访问

1.
查看中断号分配

• 通过 /proc/interrupts 文件查看系统所有中断号及其对应的设备：bash

  $  /proc/interrupts
  
  CPU0 CPU1 CPU2 CPU3
  : IO-APIC-edge timer
  : IO-APIC-edge i8042
  : IO-APIC-edge rtc0
  .
  

• 通过 /sys/class/interrupts/ 目录获取设备对应的中断号（动态映射）：bash

  $   /sys/class/interrupts/   my_device  
  
  

2.
用户空间程序的限制

• 用户空间无法直接分配或修改中断号，只能通过内核提供的接口（如 sys_open 打开 /dev/interrupts 节点，或使用 mmap 映射中断控制器寄存器）间接操作。
• 如需自定义中断，需编写内核模块（或使用 bpf 技术），通过 request_irq 在内核中注册中断处理函数。

三、注意事项

1. 中断号冲突：
   • 多个设备共享同一中断号时，需在 request_irq 中指定 IRQF_SHARED 标志，并通过中断处理函数的返回值（IRQ_HANDLED/IRQ_NONE）判断是否为当前设备触发。

2. 架构差异：
   • x86 架构使用 PIC（可编程中断控制器）或 APIC，ARM 使用 GIC（通用中断控制器），中断号的分配逻辑和范围因架构而异。

3. 驱动兼容性：
   • 现代驱动应优先使用设备树或动态分配机制，避免硬编码固定中断号（除非硬件特性强制要求）。

总结

Linux 中固定中断号的分配主要通过内核驱动显式指定（如 request_irq 或设备树配置），适用于硬件特性明确的场景。动态分配则由系统自动管理，适用于即插即用设备。用户空间程序不直接参与中断号分配，而是通过内核接口间接使用已分配的中断资源。