中斷

這里簡(jiǎn)要的介紹下中斷的分類。

內(nèi)核與硬件通信的方式：輪詢和中斷。輪詢速度太慢，中斷被大量采用。

從不同的角度來說，中斷可以有三種分類方法。

中斷可以分為同步中斷(synchronous)和異步中斷(asynchronous)。

中斷可分為硬中斷和軟中斷。

中斷可分為可屏蔽中斷(Maskable interrupt)和非屏蔽中斷(Nomaskable interrupt)。

同步中斷是在指令執(zhí)行時(shí)由CPU主動(dòng)產(chǎn)生的，受到CPU控制，其執(zhí)行點(diǎn)是可控的。

異步中斷是CPU被動(dòng)接收到的，由外設(shè)發(fā)出的電信號(hào)引起，其發(fā)生時(shí)間不可預(yù)測(cè)。

一般來說，同步中斷又稱為異常(exception)，異步中斷稱為中斷(interrupt)。

中斷可分為可屏蔽中斷(Maskable Interrupt)和非可屏蔽中斷(Nomaskable Interrupt)。

異?？煞譃楣收?fault)、陷阱(trap)和終止(abort)三類。

中斷類別及行為可以區(qū)分如下：

類別 原因 異步/同步 返回行為

中斷 來自IO設(shè)備的信號(hào) 異步 總是返回到下一條指令

陷阱 有意的異常 同步 總是返回到下一條指令

故障 潛在可恢復(fù)的錯(cuò)誤 同步 返回到當(dāng)前的指令

終止 不可恢復(fù)的錯(cuò)誤 同步 不會(huì)返回

中斷發(fā)生之后，需要中斷處理程序?qū)χ袛噙M(jìn)行處理。

那么什么是中斷處理程序呢?

中斷處理程序是一個(gè)函數(shù)，有時(shí)也稱為中斷服務(wù)例程。在Linux中，中斷處理程序獨(dú)立于任何進(jìn)程，在一個(gè)單獨(dú)的中斷上下文執(zhí)行，其目的是為了及時(shí)響應(yīng)。

中斷處理程序分為兩個(gè)部分：中斷上半部(top half)和中斷下半部(bottom half)。

中斷上半部只做比較緊急的事情，在接收到一個(gè)中斷時(shí)立即執(zhí)行，并且不可被中斷。

中斷下半部處理又耗時(shí)又不緊急的工作，但是可以被中斷

? 硬中斷

○ 硬中斷由硬件產(chǎn)生。每個(gè)設(shè)備或者設(shè)備集都有自己的IRQ(中斷請(qǐng)求)。

* 硬件中斷又可以分為內(nèi)中斷和外中斷。

○ 處理中斷的驅(qū)動(dòng)是需要運(yùn)行在CPU上的。在多核處理機(jī)上，一個(gè)中斷只能中斷一顆CPU。

○ 硬中斷可以直接中斷CPU。硬中斷可以中斷軟中斷。

○ 對(duì)于時(shí)鐘中斷，內(nèi)核調(diào)度代碼會(huì)將當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程掛起，從而讓其他的進(jìn)程運(yùn)行。他的存在是為了讓調(diào)度器可以調(diào)度多任務(wù)。

? 軟中斷

○ 軟中斷是當(dāng)前進(jìn)程產(chǎn)生的。

○ 通常，軟中斷是一些對(duì)IO的請(qǐng)求。

○ 軟中斷僅與內(nèi)核聯(lián)系。

軟中斷不會(huì)直接中斷CPU。

? 【軟中斷與硬中斷】

? 【Linux內(nèi)核軟中斷】

*【中斷上半部和中斷下半部】

*【同步中斷和異步中斷】