《Linux内核设计与实现》读书笔记(七)- 中断处理【转】
转自:http://www.cnblogs.com/wang_yb/archive/2013/04/19/3030345.html
中断处理一般不是纯软件来实现的,需要硬件的支持。通过对中断的学习有助于更深入的了解系统的一些底层原理,特别是驱动程序的开发。
主要内容:
- 什么是中断
- 中断类型
- 中断相关函数
- 中断处理机制
- 中断控制方法
- 总结
1. 什么是中断
为了提高CPU和外围硬件(硬盘,键盘,鼠标等等)之间协同工作的性能,引入了中断的机制。
没有中断的话,CPU和外围设备之间协同工作可能只有轮询这个方法:CPU定期检查硬件状态,需要处理时就处理,否则就跳过。
当硬件忙碌的时候,CPU很可能会做许多无用功(每次轮询都是跳过不处理)。
中断机制是硬件在需要的时候向CPU发出信号,CPU暂时停止正在进行的工作,来处理硬件请求的一种机制。
2. 中断类型
中断一般分为异步中断(一般由硬件引起)和同步中断(一般由处理器本身引起)。
异步中断:CPU处理中断的时间过长,所以先将硬件复位,使硬件可以继续自己的工作,然后在适当时候处理中断请求中耗时的部分。
举个例子:网卡的工作原理
- 网卡收到数据包后,向CPU发出中断信号,请求处理接收到的数据包
- CPU将收到的数据包拷贝到内存后,即通知网卡继续工作
- 至于数据包拷贝至内存后的处理会在适当的时候进行
这样做避免了处理数据包时间过长导致网卡接收数据包速度变慢。
同步中断:CPU处理完中断请求的所有工作后才反馈硬件
举个例子:系统异常处理(比如运算中的除0操作)
- 应用程序出现异常后,需要内核来处理
- 内核调用相应的异常处理函数来处理异常
- 处理完后终了应用程序或者给出message
同步中断应该处理能很快完成的一种中断。
3. 中断相关函数
实现一个中断,主要需要知道3个函数:
- 注册中断的函数
- 释放中断的函数
- 中断处理程序的声明
3.1 注册中断的函数
位置:<linux/interrupt.h> include/linux/interrupt.h
定义如下:
/** irg - 表示要分配的中断号* handler - 实际的中断处理程序* flags - 标志位,表示此中断的具有特性* name - 中断设备名称的ASCII 表示,这些会被/proc/irq和/proc/interrupts文件使用* dev - 用于共享中断线,多个中断程序共享一个中断线时(共用一个中断号),依靠dev来区别各个中断程序* 返回值:* 执行成功:0* 执行失败:非0*/ int request_irq(unsigned int irq,irq_handler_t handler,unsigned long flags,const char* name,void *dev)
3.2 释放中断的函数
定义比较简单:
void free_irq(unsigned int irq, void *dev)
如果不是共享中断线,则直接删除irq对应的中断线。
如果是共享中断线,则判断此中断处理程序是否中断线上的最后一个中断处理程序,
是最后一个中断处理程序 -> 删除中断线和中断处理程序
不是最后一个中断处理程序 -> 删除中断处理程序
3.3 中断处理程序的声明
声明格式如下:
/* * 中断处理程序的声明* @irp - 中断处理程序(即request_irq()中handler)关联的中断号* @dev - 与 request_irq()中的dev一样,表示一个设备的结构体* 返回值:* irqreturn_t - 执行成功:IRQ_HANDLED 执行失败:IRQ_NONE*/ static irqreturn_t intr_handler(int, irq, void *dev)
4. 中断处理机制
中断处理的过程主要涉及3函数:
- do_IRQ 与体系结构有关,对所接收的中断进行应答
- handle_IRQ_event 调用中断线上所有中断处理
- ret_from_intr 恢复寄存器,将内核恢复到中断前的状态
处理流程可以参见书中的图,如下:
5. 中断控制方法
常用的中断控制方法见下表:
函数 |
说明 |
local_irq_disable() | 禁止本地中断传递 |
local_irq_enable() | 激活本地中断传递 |
local_irq_save() | 保存本地中断传递的当前状态,然后禁止本地中断传递 |
local_irq_restore() | 恢复本地中断传递到给定的状态 |
disable_irq() | 禁止给定中断线,并确保该函数返回之前在该中断线上没有处理程序在运行 |
disable_irq_nosync() | 禁止给定中断线 |
enable_irq() | 激活给定中断线 |
irqs_disabled() | 如果本地中断传递被禁止,则返回非0;否则返回0 |
in_interrupt() | 如果在中断上下文中,则返回非0;如果在进程上下文中,则返回0 |
in_irq() | 如果当前正在执行中断处理程序,则返回非0;否则返回0 |
总结
中断处理对处理时间的要求很高,如果一个中断要花费较长时间,那么中断处理一般分为2部分。
上半部只做一些必要的工作后,立即通知硬件继续自己的工作。
中断处理中耗时的部分,也就是下半部的工作,CPU会在适当的时候去完成。
《Linux内核设计与实现》读书笔记(七)- 中断处理【转】相关推荐
- Linux内核设计与实现 读书笔记
第二章 Linux内核 1 内核开发特点 1)内核编译时不能访问C库: 2)浮点数很难使用: 3)内核只有一个定长堆栈: 4)注意同步和并发. 第三章 进程管理 1 current宏:查找当前运行进程 ...
- linux内核设计与实现看不懂,Linux内核设计与实现读书笔记
Unix强大的根本原因: Unix简洁, 提供几百个系统调用, 设计目的明确 Unix中 所有东西都被当做文件对待 Unix内核和相关系统工具是用C语言开发的, 移植能力强大 Unix进程创建迅速, ...
- 进程调度(一)--linux内核设计与实现读书笔记
进程的调度程序是保证进程能有效工作的一个内核子系统.调度程序负责决定将哪个进程投入运行,何时运行以及运行多少时间.简单的来说,调度程序就是在给一堆就绪的进程分配处理器的时间,调度程序是多任务操作系统的 ...
- Linux内核设计与实现读书笔记
1.进程管理 内核通过task_struct管理进程. 2.进程调度 1.可执行队列runqueue. 2.用户抢占.从中断返回或者系统调用返回的时候发生. 3.系统调用 1.系统调用参数放在寄存器里 ...
- linux+模块与设备关系,linux内核设计与实现读书笔记——设备和模块
一.设备类型 1.块设备 blkdev:以块为单位寻址,支持重定位(数据随机访问),通过块设备节点来访问. 2.字符设备cdev:不可寻址,提供数据流访问,通过字符设备节点访问. 3.网络设备:对网络 ...
- Linux内核设计与实现学习笔记目录
**注:**这是别人的笔记,我只是把目录抄过来 <Linux内核设计与实现学习笔记> 1.<Linux内核设计与实现>读书笔记(一)-内核简介 2.<Linux内核设计与 ...
- 初探内核之《Linux内核设计与实现》笔记上
内核简介 本篇简单介绍内核相关的基本概念. 主要内容: 单内核和微内核 内核版本号 1. 单内核和微内核 原理 优势 劣势 单内核 整个内核都在一个大内核地址空间上运行. 1. 简单. 2. 高 ...
- linux内核双向循环队列,读书笔记之linux内核设计与实现(2)进程调度
调度程序是内核的组成部分,它负责选择下一个要运行的进程.进程调度程序可看作在可运行态进程之间分配有限的处理器时间资源的内核子系统. 多任务操作系统就是能够同时并发的交互执行多个进程的操作系统.多任务系 ...
- 《Linux/Unix设计思想》读书笔记与感想
英文名:Linux and the Unix Philosophy 作者:Mike Gancarz 翻译:漆渀(ben) NIH - Not Invented Here 准则1:小既是美 ...
- Linux内核设计与实现 总结笔记(第五章)系统调用
系统调用 内核提供了用户进程和内核交互的接口,使得应用程序可以受限制的访问硬件设备. 提供这些接口主要是为了保证系统稳定可靠,避免应用程序恣意妄行. 一.内核通信 系统调用在用户空间进程和硬件设备之间 ...
最新文章
- 安装node和pm2
- python简单代码input-python基础 input()函数
- JQuery Deferred 对象
- 实至名归!ACM宣布深度学习三巨头共同获得图灵奖
- Php传图缩图,使用以下用于上传图像的PHP代码上传时缩小图像大小
- AngularJs ngReadonly、ngSelected、ngDisabled
- ffmpeg打开音频设备
- Atitit. 数据库-----catalog与schema的设计区别以及在实际中使用 获取数据库所有库表 java jdbc php c#.Net
- 阿里云云计算 30 AS的配置
- Delphi XE生成UUID
- hibernate官网下载
- 海康威视2022内推 内推码
- ACM/ICPC 2018亚洲区预选赛北京赛站网络赛 B Tomb Raider 【二进制枚举】
- 同时定位与地图创建综述
- 使用Pyecharts进行全国水质TDS地图可视化全过程9:构建字典,批量生成所有省份地图
- grafana设置邮件监控报警
- python环境准备(二)
- 数据挖掘十大经典算法(转存)
- iPhone苹果手机的safari打开网页上显示不安全改如何解决
- Word UVA - 517 状态压缩 暴力搜索
热门文章
- 深入理解transformer中的位置编码
- csdn自带的在线编辑器如何让图片并排显示
- 如何结合因果与强化学习?看最新《因果强化学习:动机,概念,挑战与应用》报告,85页ppt...
- 三个可能会被计算机视觉技术改变的行业
- 5G将如何推动未来十年智能城市的发展
- 沙龙预告 | 新书分享《崛起的超级智能:互联网大脑如何影响科技未来》
- 从专利数量看全球最具创新力的50家公司
- Google Brain与牛津大学主持最新《计算机视觉前沿》报告(146页PPT)
- 专栏 | 李航教授展望自然语言对话领域:现状与未来
- Gartner预测:2025年,人工智能将创造200万个新增就业机会