linux中止,Linux中止机制详解

操作系统 2024-12-20 3

在Linux体系中，中止是一个重要的概念，它答应硬件设备在需求时恳求CPU的留意。当设备需求与CPU通讯时，它会发送一个中止信号。CPU会暂停当时正在履行的使命，转而处理中止恳求。

Linux中止分为两大类：软中止和硬中止。

1. 硬中止：由硬件设备产生，如鼠标、键盘、网络接口卡等。当这些设备需求与CPU通讯时，它们会发送一个硬中止信号。硬中止一般由中止控制器（如APIC）办理，中止控制器会依据中止信号的优先级将中止信号发送给CPU。

2. 软中止：由软件产生，如定时器中止、体系调用中止等。软中止一般用于完成操作体系内部的一些功用，如进程调度、内存办理、文件体系等。

Linux中止处理进程如下：

1. 中止产生：当设备需求与CPU通讯时，它会发送一个中止信号。

2. 中止辨认：CPU会暂停当时正在履行的使命，辨认中止信号。

3. 中止处理：CPU会调用相应的中止处理程序，处理中止恳求。中止处理程序一般由操作体系供给，如Linux内核。

4. 中止回来：中止处理完成后，CPU会回来到被中止的使命，持续履行。

在Linux体系中，中止处理程序一般由中止向量表（Interrupt Vector Table）办理。中止向量表是一个数组，每个元素对应一个中止号，元素值是一个指向中止处理程序的函数指针。当中止产生时，CPU会依据中止号查找中止向量表，找到相应的中止处理程序并调用它。

Linux中止是操作体系与硬件设备之间通讯的重要机制，它答应硬件设备在需求时恳求CPU的留意，然后完成设备的驱动和操作。

Linux作为一种广泛运用的操作体系，其中心之一便是中止机制。中止是操作体系与硬件设备交互的重要方法，它答应硬件设备在需求时当即告诉CPU，然后完成高效的体系呼应。本文将具体解析Linux中止的机制，包含其原理、处理流程以及相关API的运用。

在计算机体系中，中止是一种异步事情，它答应CPU在履行当时使命时，暂停当时使命的处理，转而处理由外部事情引起的中止恳求。Linux中止首要分为两大类：硬件中止和软件中止。

硬件中止：由外部硬件设备（如键盘、鼠标、网络适配器等）产生，用于告诉CPU有事情产生，需求CPU进行处理。

软件中止：由CPU内部产生，一般用于履行体系调用或处理异常情况。

Linux中止处理流程大致如下：

中止恳求：硬件设备经过中止控制器向CPU发送中止恳求。

中止处理：CPU呼应中止恳求，暂停当时使命，跳转到中止处理程序。

中止处理程序：履行中止处理程序，处理中止事情，如读取数据、发送数据等。

中止回来：中止处理结束后，CPU回来到被中止的使命，持续履行。

Linux内核运用中止向量表来办理中止处理程序。当中止产生时，CPU会依据中止号在中止向量表中查找相应的处理程序的进口地址。中止向量表一般坐落内存的低地址区域，其结构如下：

-----------------

| 中止号0的处理程序 |

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| 中止号1的处理程序 |

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| ... |

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| 中止号N的处理程序 |

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Linux内核支撑中止优先级，答应较高优先级的中止打断较低优先级的中止。中止优先级由中止号决议，中止号越小，优先级越高。Linux内核经过中止处理程序的优先级和抢占战略来办理中止的呼应。

request_irq：用于注册中止处理程序，并分配中止号。

free_irq：用于开释中止号，并刊出中止处理程序。

disable_irq：用于禁用中止。

enable_irq：用于启用中止。

在实践使用中，有些中止处理程序或许需求履行一些耗时的操作。为了进步中止处理的功率，Linux内核引入了中止下半部机制。中止下半部是指在处理完中止恳求后，将耗时操作推迟到中止处理程序履行结束后履行。常用的中止下半部完成方法有：

软中止：经过软中止完成，适用于履行少数耗时操作。

tasklet：根据软中止完成，适用于履行中等耗时操作。

作业行列：经过创立作业行列完成，适用于履行很多耗时操作。

Linux中止机制是操作体系与硬件设备交互的重要方法，它确保了体系的高效呼应。本文具体解析了Linux中止的原理、处理流程、中止向量表、中止优先级、中止API以及中止下半部等知识点，期望对读者有所协助。