當(dāng)前位置 主頁 > 技術(shù)大全 >
它們允許硬件設(shè)備在需要時通知CPU，從而觸發(fā)相應(yīng)的處理程序
Linux內(nèi)核通過一套復(fù)雜而高效的中斷處理機(jī)制——IRQs（Interrupt Request Lines），實(shí)現(xiàn)了對中斷的精確管理和處理
本文將深入探討Linux IRQs的工作原理、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其在系統(tǒng)初始化、中斷處理等方面的應(yīng)用
一、IRQs的基本概念 IRQs，即中斷請求線，是硬件向CPU發(fā)出中斷信號的方式
每個硬件設(shè)備都有一個或多個IRQ號，這些號碼在系統(tǒng)中是全局唯一的
當(dāng)硬件設(shè)備需要CPU的注意時，它會通過特定的IRQ線發(fā)送中斷信號
CPU在接收到中斷信號后，會暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理
在Linux內(nèi)核中，IRQs的管理涉及多個關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中最核心的是`structirq_desc`
這個結(jié)構(gòu)體包含了中斷的大部分信息，并連接了驅(qū)動層和物理中斷設(shè)備層
每個IRQ號都對應(yīng)一個`structirq_desc`結(jié)構(gòu)體，共享相同IRQ號的中斷會共享該結(jié)構(gòu)體
二、IRQs的管理與初始化 Linux內(nèi)核通過一系列初始化和配置步驟來管理IRQs
這些步驟包括設(shè)置IRQ號、分配`structirq_desc`結(jié)構(gòu)體、初始化中斷處理函數(shù)等
1.IRQ號的分配： IRQ號在系統(tǒng)中是全局唯一的，內(nèi)核使用一個bitmap `allocated_irqs`來標(biāo)識當(dāng)前系統(tǒng)已經(jīng)分配的IRQ號
對于IRQ號分布集中的情況，內(nèi)核采用數(shù)組直接管理，數(shù)組下標(biāo)就是IRQ號；而對于IRQ號比較分散的，內(nèi)核則采用radix tree來管理所有的IRQ號
2.struct irq_desc的初始化： 每個IRQ號都對應(yīng)一個`struct irq_desc`結(jié)構(gòu)體
在初始化過程中，內(nèi)核會為每個IRQ號分配并初始化一個`struct irq_desc`結(jié)構(gòu)體
這個結(jié)構(gòu)體包含了中斷的詳細(xì)信息，如中斷處理函數(shù)、中斷狀態(tài)等
3.中斷處理函數(shù)的設(shè)置： 中斷處理函數(shù)是當(dāng)中斷發(fā)生時，CPU要執(zhí)行的代碼
在Linux內(nèi)核中，中斷處理函數(shù)通過`request_irq`函數(shù)進(jìn)行安裝
當(dāng)硬件設(shè)備觸發(fā)中斷時，CPU會跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的中斷處理函數(shù)進(jìn)行處理
三、中斷處理流程 Linux內(nèi)核的中斷處理流程可以分為幾個關(guān)鍵步驟：中斷接收、中斷處理和中斷恢復(fù)
1.中斷接收： 當(dāng)硬件設(shè)備觸發(fā)中斷時，CPU會暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，并跳轉(zhuǎn)到中斷向量表（Interrupt Descriptor Table, IDT）中對應(yīng)的中斷處理程序入口
這個入口通常是一個匯編語言編寫的中斷處理例程，它負(fù)責(zé)保存當(dāng)前CPU的上下文，并跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理函數(shù)
2.中斷處理： 中
