linux 中断程序 Linux是什么软件

各位老铁们好，相信很多人对linux 中断程序都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于linux 中断程序以及Linux是什么软件的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！

Linux中断程序实现快速响应linux中断程序

的关键

把 Linux操作系统中的程序断点设置正确，是系统即时响应的关键。在本文中，我们将解释 Linux系统中断程序的实现，并提供示例代码以帮助用户实现快速响应。

Linux中断程序是由系统调用触发的，当系统发生错误时，调用者可以避免系统崩溃。Linux中断程序可以使用例程来处理 CPU异常情况,如:除 0操作、对空指针操作等。

首先，在系统中定义中断特定的程序，将由中断例程处理。中断例程有两个参数，一个是指向发生错误的上下文结构的指针，另一个是将要处理的异常号。其次，在内核代码中定义一个全局函数，指向定义的中断例程，并将其作为异常号的处理函数。

下面是示例代码，用于在 Linux系统中实现断点：

“`

#include

static irqreturn_t my_interrupt_routine(int irq, void*dev_context){

//处理中断

return IRQ_HANDLED;

}

int setup_interrupt)(){

//注册中断处理函数

if(request_irq(irq, my_interrupt_routine, IRQF_ONESHOT, DRIVER_NAME,&devdata){

//如果注册失败，处理中断

}

return 0;

}

“`

在上面的示例代码中，我们使用了“request_irq”函数来注册中断处理函数，并使用中断特定的函数处理发生的中断。之后，我们就可以利用它的响应速度来为用户提供良好的服务体验。

虽然 Linux系统中断程序的实现比较复杂，但如果开发者按照正确的方向，就可以编写出高效可靠的程序，使 Linux系统能够尽快反应。

linux系统中的中断指令是什么

什么是中断

Linux内核需要对连接到计算机上的所有硬件设备进行管理，毫无疑问这是它的份内事。如果要管理这些设备，首先得和它们互相通信才行，一般有两种方案可实现这种功能：

轮询（polling）让内核定期对设备的状态进行查询，然后做出相应的处理；中断（interrupt）让硬件在需要的时候向内核发出信号（变内核主动为硬件主动）。

第一种方案会让内核做不少的无用功，因为轮询总会周期性的重复执行，大量地耗用 CPU时间，因此效率及其低下，所以一般都是采用第二种方案。

对于中断的理解我们先看一个生活中常见的例子:QQ。第一种情况:你正在工作,然后你的好友突然给你发送了一个窗口抖动,打断你正在进行的工作。第

二种情况:当然你有时候也会每隔 5分钟就去检查一下 QQ

看有没有好友找你,虽然这很浪费你的时间。在这里,一次窗口抖动就可以被相当于硬件的中断,而你就相当于 CPU,你的工作就是 CPU

这在执行的进程。而定时查询就被相当于 CPU的轮询。在这里可以看到:同样作为 CPU和硬件沟通的方式,中断是硬件主动的方式,较轮询(CPU

主动)更有效些,因为我们都不可能一直无聊到每隔几分钟就去查一遍好友列表。

CPU

有大量的工作需要处理,更不会做这些大量无用功。当然这只是一般情况下。好了,这里又有了一个问题,每个硬件设备都中断,那么如何区分不同硬件呢?不同设

备同时中断如何知道哪个中断是来自硬盘、哪个来自网卡呢?这个很容易,不是每个 QQ号码都不相同吗?同样的,系统上的每个硬件设备都会被分配一个

IRQ号,通过这个唯一的 IRQ号就能区别张三和李四了。

从物理学的角度看，中断是一种电信号，由硬件设备产生，并直接送入中断控制器（如

8259A）的输入引脚上，然后再由中断控制器向处理器发送相应的信号。处理器一经检测到该信号，便中断自己当前正在处理的工作，转而去处理中断。此后，

处理器会通知 OS已经产生中断。这样，OS

就可以对这个中断进行适当的处理。不同的设备对应的中断不同，而每个中断都通过一个唯一的数字标识，这些值通常被称为中断请求线。

Linux内核中断上半部处理程序

硬件中断--异步中断中断本质上是一种电信号，由硬件设备发出，用于通知处理器特定事件。不同设备对应不同中断，每个中断通过唯一的数字标识，称为中断请求（IRQ）线。处理器内部对其编号，也称为中断号。

异常--同步中断异常不同于中断，产生时必须考虑与处理器时钟同步。异常常称为同步中断，是处理器执行时由于编程失误而导致的错误指令（如除0），或者执行期间出现特殊情况（如缺页），必须靠内核来处理时，处理器就会产生一个异常。我们通常所说的是中断，是指由硬件产生的异步中断。

软中断工作方式类似于异步中断，区别是它是通过软件引起的中断，异步中断是由硬件引起的。

中断处理程序中断处理程序（interrupt handler）或中断服务例程（interrupt service routine，ISR）响应一个特定中断时执行的函数。设备产生的每个中断，都有一个中断处理程序关联。一个设备可能产生多种不同的中断，那么该设备就可以对应多个中断处理程序。相应地，设备驱动程序就需要准备多个这样的函数。

Linux中断处理程序特点 Linux中，中断处理程序看起来像普通C函数，按特定类型声明，以便内核能以标准的方式传递处理程序的信息。中断处理程序与其他内核函数的区别：中断处理程序是被内核调用来响应中断的，而它们运行于被称为中断上下文的特殊上下文中。由于中断随时可能产生，因此中断处理程序必须随时、尽快执行，这样才能尽快响应中断，同时恢复中断代码的执行。

上下半部的对比一般把中断处理切分为2个部分或两半：1）上半部（top half）中断处理程序是上半部，接收到一个中断，就立即开始执行，但只做严格时限的工作。如对接收中断进行应答或复位硬件，这些工作都是在所有中断被禁止的情况下完成的。2）下半部（bottom half）中断处理程序中，能被允许稍后完成的工作会推迟到下半部。Linux提供下半部的各种机制。

编写中断处理程序一个典型的中断处理程序声明：其签名必须与request_irq()中参数handler所要求函数类型一致。参数说明：返回值：返回值是一个特殊类型：irqerturn_t。实际是int类型，为了与早期内核兼容，因为2.6以前实际是void类型。可能返回2个特殊值：IRQ_NONE和IRQ_HANDLED。当中断处理程序检测到一个中断，但该中断并非注册处理函数时指定的产生源时，返回IRQ_NONE；当中断处理程序被正确调用，而且确实是它所对应的设备产生的中断时，返回IRQ_HANDLED。返回值也可以用宏IRQ_RETVAL(x)：x为非0，宏返回IRQ_HANDLED；x为0，返回IRQ_NONE。定义说明：中断处理程序通常标记为static，因为从来不会在其他文件被直接调用。可重入性 Linux中中断处理程序无需重入。当一个给定的中断处理程序正在执行时，相应的中断线在所有处理器上都会被屏蔽，以防在同一个中断线上接收另一个新的中断。也就是说，同一个中断线，同一个中断处理程序，在执行完毕之前不可能同时在2个处理器上执行，加上中断处理程序不能休眠，因此无需考虑可重入性。

中断控制 Linux内核提供一组接口用于操作机器上的中断状态：能用于禁止当前处理器的中断系统，屏蔽整个机器的一条中断线。例程与体系结构相关，位于。

禁止内核抢占：preempt_disable、preempt_enable等；禁止和激活中断用于禁止当前处理器上的本地中断，随后由激活：。由于flags包含具体体系结构的数据，即中断系统的状态，因此，flags不能传递给另一个函数，必须驻留在同一栈帧中。基于此，local_irq_save和restore的调用必须在同一个函数中。

中断系统的状态如何了解中断系统的状态，如中断当前是禁止的还是激活的？或者当前是否正处于中断上下文的执行状态中？本小节提供这方面回答。中 irqs_disable()如果本地处理器上的中断系统被禁止，则返回非0；否则，返回0。中 in_interrupt()如果内核处于中断上下文，则返回非0；如果在进程上下文，返回0。in_irq()如果当前正在执行中断处理程序，则返回非0；否则，返回0.

中断处理机制的实现中断处理系统的实现依赖于体系结构。中断的入口点是：硬件产生了中断，处理器开始跳转到对应的一个唯一位置，在栈中保存这个号，并存放当前寄存器的值（被中断任务），开始处理中断。中断产生到内核处理中断的步骤：1）硬件产生中断。2）处理器跳转到中断向量表对应的中断处理程序，栈中保存中断号及打断任务保存线程。3）内核调用do_IRQ()。之后，大多数中断处理代码用C编写。do_IRQ()提取中断号，对应x86代码：计算出中断号后，do_IRQ()对所接收的中断进行应答，禁止这条线上的中断传递。这些操作通过调用mask_and_ack_8259A()来完成。4）处理中断如果中断线上已安装中断处理程序，就调用handle_IRQ_event()处理；如果没有，就直接调用ret_from_intr()，返回内核运行中断的代码。x86上，handle_IRQ_event()：5）调用ret_from_intr()类似于初始入口代码，用汇编编写。用于检查重新调度释放正在挂起（意味着设置了need_resched）。如果重新调度正在挂起，并且内核正在返回用户空间（i.e.中断了用户进程），那么schedule()被调用。如果内核正在返回内核空间（i.e.中断了内核本身），只有preempt_count（抢占计数器）为0时，schedule()才会被调用（否则，抢占内核便是不安全的）。schedule()返回后，或者如果没有挂起的工作，那么原来的寄存器被恢复，内核恢复到曾经中断的点。

/proc/interrupts查看中断统计信息 procfs是一个虚拟文件系统，只存在于内核内存，一般安装于/proc目录下。在procfs中读写文件都要调用内核函数，这些函数模拟从真实文件中读或写。/proc/interrupts文件存放系统中与中断相关的统计信息。

中断处理程序实例一个来自RTC驱动程序的中断处理程序，可在drivers/char/rtc.c中找到。RTC用于设置系统时钟，提供alarm或周期性定时器。