linux系统中断,二、中断的概念与分类

Linux系统中断是操作系统核心机制之一，它允许操作系统响应和处理各种事件和请求。本文将详细介绍Linux系统中断的概念、分类、处理流程以及相关编程技术。

二、中断的概念与分类

1. 中断的概念

中断是指CPU在执行程序过程中，由于某些事件的发生而暂停当前程序的执行，转而执行处理该事件的程序。这些事件可以是硬件设备请求、软件请求或异常情况。

2. 中断的分类

根据中断的来源，可以分为以下几类：

（1）硬件中断：由外部硬件设备产生的中断，如按键、定时器、ADC转换完成等。

（2）软件中断：由软件程序发起的中断，如系统调用、异常处理等。

（3）异常：由处理器在执行指令时产生的中断，如未定义指令异常、指令、数据访问异常等。

三、中断处理流程

1. 中断初始化

在Linux系统中，中断初始化主要包括以下步骤：

（1）注册中断处理函数：使用request_irq()函数向内核注册中断处理函数。

（2）配置中断控制器：根据硬件设备的要求，配置中断控制器，如设置中断优先级、触发方式等。

（3）启用中断：使能中断控制器，允许中断信号传递给CPU。

2. 中断产生

当硬件设备或软件程序需要处理时，会向CPU发送中断信号。

3. CPU中断处理

（1）保存现场：CPU在处理中断前，需要保存当前程序的现场，包括寄存器值、程序计数器等。

（2）查找中断处理函数：根据中断号，查找对应的中断处理函数。

（3）执行中断处理函数：执行中断处理函数，处理中断事件。

（4）恢复现场：中断处理完成后，恢复程序的现场，继续执行被中断的程序。

四、中断编程技术

1. 中断处理函数

中断处理函数是处理中断事件的核心程序，它需要具备以下特点：

（1）快速执行：中断处理函数需要快速执行，以减少对正常程序执行的影响。

（2）原子操作：中断处理函数中不能进行阻塞操作，如睡眠、等待等。

（3）可重入：中断处理函数需要支持可重入，即在中断处理函数执行过程中，可以再次触发中断。

2. 中断下半部

为了提高中断处理效率，Linux系统中引入了中断下半部（Bottom Half）的概念。中断下半部是指在处理完中断事件后，将一些耗时的操作推迟到非中断上下文中执行。

3. tasklet、工作队列和threaded_irq

Linux系统中提供了tasklet、工作队列和threaded_irq等机制，用于实现中断下半部的处理。

Linux系统中断是操作系统核心机制之一，它允许操作系统高效地响应和处理各种事件和请求。本文介绍了Linux系统中断的概念、分类、处理流程以及相关编程技术，希望对读者有所帮助。