【RK3588 Android12】硬件中断IRQ

前言

中断是嵌入式系统中最重要的机制之一，CPU在执行程序过程中，遇到突发事件需要暂停当前程序去处理。本文介绍RK3588 Android12平台下硬件中断的使用方法。

一、中断基础知识

1.1 什么是中断

中断是指CPU在执行程序过程中，出现某种突发事件需立即处理，CPU必须暂停当前程序，转去处理突发事件，处理完毕后返回原程序继续执行。

类比：你正在敲代码，手机响了，停下来接电话，通话完毕后继续敲代码。

手机响铃 = 中断请求
停止敲代码 = 中断响应
接电话 = 中断处理

1.2 中断控制器GIC

RK3588使用ARM GICv3中断控制器，主要作用是接收硬件中断信号，分发给对应CPU处理。

GIC将中断源分为四类：

类型	中断号	说明
SGI	0~15	软件中断，用于多核通信
PPI	16~31	私有中断，如定时器
SPI	32~1019	共享中断，如GPIO、UART
LPI	-	基于消息的中断

1.3 中断触发方式

标志	说明
IRQF_TRIGGER_NONE	无触发
IRQF_TRIGGER_RISING	上升沿触发
IRQF_TRIGGER_FALLING	下降沿触发
IRQF_TRIGGER_HIGH	高电平触发
IRQF_TRIGGER_LOW	低电平触发

二、中断API函数

2.1 头文件

复制代码

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

2.2 核心API

函数	说明
`request_irq()`	申请中断
`request_threaded_irq()`	申请线程化中断
`free_irq()`	释放中断
`enable_irq()`	使能中断
`disable_irq()`	禁止中断（等待当前处理完成）
`disable_irq_nosync()`	禁止中断（立即返回）

2.3 request_irq详解

复制代码

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

参数说明：

irq：中断号
handler：中断处理函数
flags：中断标志（触发方式、共享等）
name：中断名称（/proc/interrupts可见）
dev：传递给处理函数的私有数据

常用flags：

标志	说明
IRQF_SHARED	共享中断
IRQF_ONESHOT	单次中断
IRQF_NO_SUSPEND	休眠时不禁止

2.4 中断处理函数

复制代码

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

返回值：

IRQ_NONE：中断不是来自本设备
IRQ_HANDLED：中断已处理
IRQ_WAKE_THREAD：唤醒线程处理

三、GPIO中断示例

3.1 设备树配置

方式一：使用irq-gpios属性

复制代码

// kernel-5.10/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-xxx.dtsi

irq_test: irq-test {
    compatible = "rockchip,irq-test";
    status = "okay";
    irq-gpios = <&gpio3 RK_PA3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
};

方式二：使用interrupt属性

复制代码

irq_test: irq-test {
    compatible = "rockchip,irq-test";
    status = "okay";
    interrupt-parent = <&gpio3>;
    interrupts = <RK_PA3 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
};

3.2 驱动代码

复制代码

/*
 * drivers/misc/rk3588_irq.c
 * RK3588 GPIO中断示例驱动
 */

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/slab.h>

struct irq_test_data {
    int gpio;
    int irq;
    struct workqueue_struct *wq;
    struct work_struct work;
};

/* 中断下半部 - 工作队列处理函数 */
static void irq_work_func(struct work_struct *work)
{
    struct irq_test_data *data = container_of(work, struct irq_test_data, work);
    
    pr_info("%s: IRQ bottom half, irq=%d\n", __func__, data->irq);
    
    /* 这里处理耗时操作 */
}

/* 中断上半部 - 中断处理函数 */
static irqreturn_t gpio_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
    struct irq_test_data *data = (struct irq_test_data *)dev_id;
    
    pr_info("%s: IRQ top half, irq=%d\n", __func__, irq);
    
    /* 调度下半部处理 */
    queue_work(data->wq, &data->work);
    
    return IRQ_HANDLED;
}

static int rk3588_irq_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct irq_test_data *data;
    struct device *dev = &pdev->dev;
    struct device_node *np = dev->of_node;
    int ret;
    
    data = devm_kzalloc(dev, sizeof(*data), GFP_KERNEL);
    if (!data)
        return -ENOMEM;
    
    /* 方式一：从irq-gpios获取中断号 */
#if 0
    data->gpio = of_get_named_gpio(np, "irq-gpios", 0);
    if (!gpio_is_valid(data->gpio)) {
        dev_err(dev, "Invalid GPIO\n");
        return -EINVAL;
    }
    
    ret = devm_gpio_request(dev, data->gpio, "irq-test");
    if (ret < 0) {
        dev_err(dev, "Failed to request GPIO\n");
        return ret;
    }
    
    gpio_direction_input(data->gpio);
    data->irq = gpio_to_irq(data->gpio);
#else
    /* 方式二：从interrupts属性获取中断号 */
    data->irq = of_irq_get(np, 0);
#endif
    
    if (data->irq < 0) {
        dev_err(dev, "Failed to get IRQ\n");
        return data->irq;
    }
    
    /* 创建工作队列用于中断下半部 */
    data->wq = create_singlethread_workqueue("irq-test-wq");
    if (!data->wq)
        return -ENOMEM;
    
    INIT_WORK(&data->work, irq_work_func);
    
    /* 申请中断 */
    ret = request_irq(data->irq, gpio_irq_handler,
                      IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_SHARED,
                      "rk3588-irq-test", data);
    if (ret < 0) {
        dev_err(dev, "Failed to request IRQ: %d\n", ret);
        destroy_workqueue(data->wq);
        return ret;
    }
    
    platform_set_drvdata(pdev, data);
    dev_info(dev, "IRQ driver probed, irq=%d\n", data->irq);
    
    return 0;
}

static int rk3588_irq_remove(struct platform_device *pdev)
{
    struct irq_test_data *data = platform_get_drvdata(pdev);
    
    free_irq(data->irq, data);
    destroy_workqueue(data->wq);
    
    return 0;
}

static const struct of_device_id rk3588_irq_of_match[] = {
    { .compatible = "rockchip,irq-test" },
    { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, rk3588_irq_of_match);

static struct platform_driver rk3588_irq_driver = {
    .probe  = rk3588_irq_probe,
    .remove = rk3588_irq_remove,
    .driver = {
        .name = "rk3588_irq",
        .of_match_table = rk3588_irq_of_match,
    },
};

module_platform_driver(rk3588_irq_driver);

MODULE_DESCRIPTION("RK3588 IRQ Driver");
MODULE_LICENSE("GPL");

四、线程化中断

对于高频率中断，推荐使用线程化中断处理。

4.1 request_threaded_irq

复制代码

int request_threaded_irq(unsigned int irq,
                         irq_handler_t handler,      // 硬中断处理
                         irq_handler_t thread_fn,    // 线程处理
                         unsigned long flags,
                         const char *name,
                         void *dev)

4.2 示例代码

复制代码

/* 硬中断处理函数 - 快速返回 */
static irqreturn_t gpio_hard_irq(int irq, void *dev_id)
{
    /* 只做最紧急的处理 */
    return IRQ_WAKE_THREAD;  // 唤醒线程处理
}

/* 线程处理函数 - 可以睡眠 */
static irqreturn_t gpio_thread_fn(int irq, void *dev_id)
{
    struct irq_test_data *data = dev_id;
    
    /* 处理耗时操作，允许睡眠 */
    msleep(10);
    process_data(data);
    
    return IRQ_HANDLED;
}

/* 申请线程化中断 */
ret = request_threaded_irq(data->irq,
                           gpio_hard_irq,
                           gpio_thread_fn,
                           IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_ONESHOT,
                           "rk3588-threaded-irq",
                           data);

五、中断上下半部

5.1 为什么要分上下半部

中断处理原则：快进快出。中断处理函数执行时会禁止其他中断，长时间占用会影响系统响应。

上半部	下半部
中断处理函数	工作队列/tasklet/软中断
不能睡眠	可以睡眠（工作队列）
快速执行	处理耗时操作
硬件相关操作	数据处理

5.2 任务划分原则

放入上半部：

对时间敏感的操作
与硬件相关的操作
不希望被其他中断打断的操作

放入下半部：

数据处理
耗时操作
可以延迟执行的操作

六、调试验证

6.1 查看系统中断信息

复制代码

# 查看所有中断
adb shell cat /proc/interrupts

# 输出格式：
#            CPU0       CPU1       CPU2       CPU3
#  106:          5          0          0          0  GICv3  99 Edge      rk3588-irq-test

各列含义：

第1列：逻辑中断号
第2-5列：各CPU上的中断次数
第6列：中断控制器
第7列：硬件中断号
第8列：触发方式（Edge/Level）
第9列：中断名称

6.2 查看内核日志

复制代码

# 实时查看中断日志
adb shell dmesg | grep -i irq

# 触发GPIO中断后查看
adb shell dmesg | tail -20

6.3 手动触发GPIO中断

复制代码

# 查看GPIO状态
adb shell cat /sys/kernel/debug/gpio

# 如果GPIO配置为输入，可以通过外部信号触发
# 或者使用示波器/逻辑分析仪观察

七、常见问题

7.1 中断不触发

排查步骤：

检查设备树配置是否正确
确认GPIO引脚没有被其他设备占用
检查中断触发方式是否匹配硬件信号
查看/proc/interrupts确认中断是否注册

检查GPIO是否被占用

adb shell cat /sys/kernel/debug/pinctrl/pinctrl-rockchip-pinctrl/pinmux-pins

7.2 中断风暴

问题：中断频繁触发导致系统卡顿

解决：

复制代码

static irqreturn_t gpio_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
    struct irq_test_data *data = dev_id;
    
    /* 禁止中断，防止重入 */
    disable_irq_nosync(irq);
    
    /* 调度下半部处理 */
    queue_work(data->wq, &data->work);
    
    return IRQ_HANDLED;
}

static void irq_work_func(struct work_struct *work)
{
    /* 处理完成后重新使能中断 */
    enable_irq(data->irq);
}

7.3 共享中断处理

复制代码

static irqreturn_t shared_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
    struct my_data *data = dev_id;
    
    /* 检查是否是本设备的中断 */
    if (!is_my_interrupt(data))
        return IRQ_NONE;  // 不是本设备的中断
    
    /* 处理中断 */
    handle_interrupt(data);
    
    return IRQ_HANDLED;
}

八、RK3588 GPIO中断号计算

RK3588有5组GPIO（GPIO0~GPIO4），每组32个引脚。

GPIO中断号计算公式：

复制代码

IRQ = gpio_to_irq(GPIO_BANK * 32 + GPIO_PIN)

示例：

GPIO3_A3 = GPIO3 * 32 + 3 = 96 + 3 = 99（硬件中断号）

设备树中断配置：

复制代码

interrupt-parent = <&gpio3>;
interrupts = <RK_PA3 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
// RK_PA3 = 3

最后更新：2026年1月

【RK3588 Android12】硬件中断IRQ

前言

一、中断基础知识

1.1 什么是中断

1.2 中断控制器GIC

1.3 中断触发方式

二、中断API函数

2.1 头文件

2.2 核心API

2.3 request_irq详解

2.4 中断处理函数

三、GPIO中断示例

3.1 设备树配置

3.2 驱动代码

四、线程化中断

4.1 request_threaded_irq

4.2 示例代码

五、中断上下半部

5.1 为什么要分上下半部

5.2 任务划分原则

六、调试验证

6.1 查看系统中断信息

6.2 查看内核日志

6.3 手动触发GPIO中断

七、常见问题

7.1 中断不触发

检查GPIO是否被占用

7.2 中断风暴

7.3 共享中断处理

八、RK3588 GPIO中断号计算