日期:2014-05-16  浏览次数:20584 次

linux内核--中断处理程序

一个设备的中断处理程序是它设备驱动程序的一部分--设备驱动程序是用于对设备进行管理的内核代码。中断处理程序与其他内核函数的真正区别在于,中断处理程序是被内核调用来响应中断的,而它们运行于我们称之为中断上下文的特殊上下文中。

中断与定时器:

中断的概念:指CPU在执行过程中,出现某些突发事件急待处理,CPU暂停执行当前程序,转去处理突发事件,处理完后CPU又返回原程序被中断的位置继续执行

中断的分类:内部中断和外部中断
内部中断:中断源来自CPU内部(软件中断指令、溢出、触发错误等)
外部中断:中断源来自CPU外部,由外设提出请求

屏蔽中断和不可屏蔽中断:
可屏蔽中断:可以通过屏蔽字被屏蔽,屏蔽后,该中断不再得到响应
不可屏蔽中断:不能被屏蔽


向量中断和非向量中断:

向量中断 :  CPU通常为不同的中断分配不同的中断号,当检测到某中断号的中断到来后,就自动跳转到与该中断号对应的地址执行

非向量中断:多个中断共享一个入口地址。进入该入口地址后再通过软件判断中断标志来识别具体哪个是中断
也就是说向量中断由软件提供中断服务程序入口地址,非向量中断由软件提供中断入口地址


/*典型的非向量中断首先会判断中断源,然后调用不同中断源的中断处理程序*/
irq_handler()
{
...
int int_src = read_int_status();/*读硬件的中断相关寄存器*/
switch(int_src){//判断中断标志
case DEV_A:
dev_a_handler();
break;
case DEV_B:
dev_b_handler();
break;
...
default:
break;
}
...
}


定时器中断原理:
定时器在硬件上也以来中断,PIT(可编程间隔定时器)接收一个时钟输入,
当时钟脉冲到来时,将目前计数值增1并与已经设置的计数值比较,若相等,证明计数周期满,产生定时器中断,并复位计数值。

如下图所示:

Linux中断处理程序架构:

Linux将中断分为:顶半部(top half)和底半部(bottom half)

顶半部:      完成尽可能少的比较紧急的功能,它往往只是简单的读取寄存器中的中断状态并清除中断标志后就进行“登记中断”(也就是将底半部处理程序挂在到设备的底半部执行队列中)的工作
特点:响应速度快

底半部:      中断处理的大部分工作都在底半部,它几乎做了中断处理程序的所有事情。
特点:处理相对来说不是非常紧急的事件


小知识:Linux中查看/proc/interrupts文件可以获得系统中断的统计信息。