Linux學習 中斷和中斷處理

2021-09-26 06:59:49 字數 1556 閱讀 3102

2、中斷處理程式

3、上半部和下半部的對比

處理器的速度和外圍裝置的速度相差太遠,為了解決讓核心不做過多的無用功(使用輪詢),這是就需要一種機制在硬體需要時再向核心發出訊號(中斷機制)

中斷機制可以更好的協同處理器和外部裝置,並且提高機器的效能

中斷:指的是可以使得硬體得以發出通知給處理器,中斷可以隨時產生(硬體裝置再產生中斷的時候並不會去考慮和處理器的時鐘同步)。

如:敲擊鍵盤時,鍵盤控制器會傳送乙個中斷,通知作業系統有鍵按下

中斷本質:一種特殊的電訊號,由硬體裝置發向處理器,處理器收到後會將訊號反應到作業系統,然後由作業系統處理新到來的資料(中斷資訊)

中斷流程:硬體裝置----->中斷控制器------>處理器------>作業系統

硬體裝置:負責產生,每個中斷都通過乙個唯一的數字標誌

中斷控制器用於收集硬體裝置的中斷訊號(採用的多入口單出口的設計),收到後會傳送訊號到cpu,乙個出口連線cpu,

處理器:當收到訊號後會中斷當前工作,去處理中斷

作業系統:cpu會通知作業系統,然後作業系統會對作業系統進行適當的處理

異常中斷和異常不同,異常在產生時必須考慮與處理器時鐘同步。異常通常稱為同步中斷

異常的產生:程式設計失誤錯誤指令(段錯誤等)或者執行時缺頁等特殊情況,必須靠核心處理,cpu就會產生乙個異常

cpu的處理異常和中斷的方式類似,因此核心對他們的處理也類似

中斷處理程式:在響應乙個特定中斷的時候,核心會執行的函式

產生中斷的每個裝置都有乙個相應的中斷處理程式,中斷處理程式不是和特定的裝置關聯而是和特定中斷關聯,即乙個裝置可以產生多種不同中斷

中斷處理程式和其他核心函式的區別:中斷處理程式是被核心呼叫來響應中斷的,執行於我們稱之為中斷上下文(原子上下文,上下文中的執行**不可阻塞)

每一裝置都有相關的驅動程式,如果使用中斷,相應的驅動程式就註冊乙個中斷處理程式,通過request_irq()函式註冊中斷處理程式,並啟用給定的中斷線

request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,  unsigned ling flags,  const char *name,  void *dev)
為什麼有上下兩部分:因為我們既想中斷處理程式執行得快,又想中斷處理程式完成的工作量多,二者是矛與盾的關係,因此將中斷處理程式切分為兩個部分

上半部分:接收到乙個中斷,立即開始執行,但只做有嚴格時限的工作

如:對接收的中斷進行應答或復位硬體,這些工作都是在所有中斷被禁止的情況下完成的

下半部分:能夠被允許稍後完成的工作會推遲到下半部去做。

上下不放呢分割的例子:

網絡卡:網絡卡接收資料----->通知核心資料報到了,網絡卡需要立即處理以避免超時

網絡卡發出中斷---->核心----->執行網絡卡註冊的中斷處理程式作出響應----->中斷開始執行---->通知硬體拷貝資料到記憶體

為什麼需要實時拷貝到記憶體:

防止阻塞,因為網絡卡的快取固定相對於記憶體國小,拷貝到記憶體時中斷的任務就完成了即上半部分的工作完成;

資料報的處理就是下半部分要做的事情。

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