最近在研究异步消息处理, 突然想起linux内核的中断处理, 里面由始至终都贯穿着”重要的事马上做, 不重要的事推后做”的异步处理思想. 于是整理一下~ 第一阶段 获取中断号 每个CPU都有响应中断的
软中断分析最近工作繁忙，没有时间总结内核相关的一些东西。上次更新博客到了linux内核中断子系统。这次总结一下软中断，也就是softirq。之后还会总结一些tasklet、工作队列机制。 1.为什么要软中断 编写驱动的时候，一个中断产生之后，内核在中断处理函数中可能需要完成很多工作。但是中断处理函数的处理是关闭了中断的。也就是说在响应中断时，系统不能再次响应外部的其它中断。这样的后果会造成有可能丢失外部中断。于是，linux内核设计出了一种架构，中断函数需要处理的任务分为两部分，一部分在中断处理函数中执
中断其实是一种“中断”事件，中断具体代表什么意思需要考虑它所处的上下文环境和参照对象是谁。考虑事件，我们可以简单把中断抽象为这样一种模型：
这里重点关注的不在是各个功能的具体实现了，而是主程序中通过查表得到每个子程序开始的地址，这个操作是如何完成的
（1）进程状态转换的时刻：进程终止、进程睡眠，这些过程会主动调用调度程序进行进程调度。 （2）当前进程时间片用完时 （3）进程从中断、异常及系统调用返回到用户态时
从2005年我接触Linux到现在15年了，Linux中断系统的变化并不大。比较重要的就是引入了threaded irq：使用内核线程来处理中断。
下面从逻辑上完整走一遍中断处理过程(结合中断上下文的切换，以定时器中断为例，假设从用户态进入中断)：
Q 中断的处理绝对是嵌入式开发的重中之重，所以理解对中断和异常的处理显得尤为重要，今天我们来讲讲MQX的中断处理。 关于中断的基本概念，相信大家都已经清楚，在这里就不赘述了，主要是搞清楚中断源，中断向量表和中断相量号，中断优先级，可屏蔽中断，不可屏蔽中断的概念。中断处理的基本过程可以分为中断请求，中断检测，中断响应，等过程。 中断请求 某一中断源要CPU为它服务时，会向CPU发出中断请求信号，中断控制器获取中断源的中断相量号，并通过识别中断相量号将对应的硬件中断源模块的中断状态寄存器中的中断标志位置
在操作系统运行过程中，由于CPU bound和I/O bound，进行进程的调度自然是常事。进行进程调度时，操作系统使用某些特定算法（如FIFO、SCBF、轮转法等）在进程队列中选出一个进程作为下一个运行的进程，调用schedule。进行进程调用的时机有以下几种： 中断处理过程（包括时钟中断、I/O中断、系统调用和异常）中，直接调用schedule()，或者返回用户态时根据need_resched标记调用schedule()； 内核线程可以直接调用schedule()进行进程切换，也可以在中断处理过程中进行
由于 APIC中断控制器 有点小复杂，所以本文主要通过 8259A中断控制器 来介绍Linux对中断的处理过程。
在 上一篇文章 中，我们介绍了网卡接收和发过数据在 Linux 内核中的处理过程，我们先来回顾一下网卡接收和发送数据的过程，如 图1 所示：
比如说你订了一份外卖，但是不确定外卖什么时候送到，也没有别的方法了解外卖的进度， 但是，配送员送外卖是不等人的，到了你这儿没人取的话，就直接走人了；所以你只能苦苦等着，时不时去门口看看外卖送到没，而不能干其他事情；不过呢，如果在订外卖的时候，你就跟配送员约定好，让他送到后给你打个电话，那你就不用苦苦等待了，就可以去忙别的事情，直到电话一响，接电话、取外卖就可以了、
axbxcxdx sidi bpspip csssdses flag 按位起作用
中断就是系统正在处理某一个正常事件，忽然被另一个需要马上处理的紧急事件打断，系统转而处理这个紧急事件，待处理完毕，再恢复运行刚才被打断的事件。 无论在单片机开发还是嵌入式开发中，中断都是一个非常重要的概念。而重要的原因，是中断的概念符合我们普世生活的场景。 你正在上班努力编程，却有一通电话打了进来，而不得不停止工作，接通完电话后，发现只是外卖到了楼下，这时候你又恢复到工作的状态，这是短期中断。 你本科毕业，因为第一年的工作经验的优先级高于考研所以你去找了份工作，干了一年后，去考研，回到学校继续学习，对你的学业来说，这也是中断，无非是中断处理时间长而已。 本文将会介绍嵌入式开发中，中断管理的概念，及基于RTOS的一些例子。
对于嵌入式系统来说，中断的响应时间在时序要求非常严格的情况下十分的重要，所以必须要能够找到中断测试的方法。本文主要介绍两种常用中断测试方法的理论。
在C++中，编译器为了提高代码的执行效率，常常会对变量进行反向优化，比如将变量缓存在寄存器中，这样可以减少对内存的访问次数，提高访问速度。然而，在某些情况下，我们希望确保每次访问变量时都能从内存中读取最新值，而不是使用缓存中的旧值。
软中断、tasklet和工作队列并非Linux内核中一直存在的机制，而是由更早版本号的内核中的“下半部”（bottom half）演变而来。
在riscv中一共定义了三种状态中断，对于hart层面，hart包含local中断源和global中断源。而local中断只有Timer和Software中断两种，而global中断则称为external interrupts。只有global中断源可以被PLIC core响应，通常为I/O device。
嵌入式系统分类 1.按应用分 信息家电类 移动终端类 通信类(路由器交换机) 汽车电子类 工业控制类 2.按实时性分 硬实时 :规定时间内做出反应 ,航天等 软实时 :统计性实时反应即可 3.按嵌入式系统软件结构 循环轮询系统(无限循环,其中有各种条件)没有中断机制不容易实现大量io的服务 有限状态机() 前后台系统(后台:循环轮训系统,前台:中断处理) 单处理器多任务系统(由多个任务,多个中断处理过程,实时操作系统) 多处理器多任务系统
不同的外部设备、不同的体系结构、不同的OS其中断实现机制都有差别，本文对应的OS为linux3.4版本，外部设备为PCI设备、系统为X86。
OS的正常工作依赖于存储程序原理、堆栈、中断三个部分。 linux内核从一个初始化上下文环境的函数开始执行，即start_kernel函数，创建多个进程或者fork（创建一个与原来进程几乎完全相同的进程）若干进程，我们为每个进程维护一个进程描述和以及进程间的关系PCB。 当中断发生的时候，如mykernel中就是时钟中断发生之后，接下来OS就会为各进程进行调度，利用Swich_to函数在调度队列中选取出一个适合的进程（系统会根据中断向量号来调用相应的中断异常程序）。由CPU和内核堆栈保存当前进程的各寄存器信息(CPU要做两件工作，一是将当前的eip和esp压入到当前进程的内核栈，二是将esp指向当前进程的内核栈，并将eip指向中断处理入口，进入到内核态。)，将eip指向要调度的进程执行的代码区，开始执行。
1）调用子程序发生的时间是已知的和固定的，即在主程序的调用指令（CALL）执行时发生主程序调用子程序过程，调用指令所在位置是已知的和固定的；而中断过程发生的时间一般是随机的，CPU在执行某一主程序时受到中断源提出的中断申请，就发生中断过程，而中断申请一般由硬件电路产生，申请时间是随机的。也可以说，调用子程序是程序设计者事先安排好的，而执行中断服务程序是由系统工作环境随机决定的。
NES 使用的 CPU 为 6502，但与标准的 6502 有些许不同，最大的不同在于 NES 使用的芯片拥有一个 pAPU(pseudo-Audio Processing Unit)，使其能够处理声音。本文主要来介绍 6502，废话不多说，直接来看
中断 是为了解决外部设备完成某些工作后通知CPU的一种机制（譬如硬盘完成读写操作后通过中断告知CPU已经完成）。早期没有中断机制的计算机就不得不通过轮询来查询外部设备的状态，由于轮询是试探查询的（也就是说设备不一定是就绪状态），所以往往要做很多无用的查询，从而导致效率非常低下。由于中断是由外部设备主动通知CPU的，所以不需要CPU进行轮询去查询，效率大大提升。
中断，英文名为Interrupt，计算机的世界里处处都有中断，任何工作都离不开中断，可以说整个计算机系统就是由中断来驱动的。那么什么是中断？简单来说就是CPU停下当前的工作任务，去处理其他事情，处理完后回来继续执行刚才的任务，这一过程便是中断。
中断系统是计算机的重要指标之一。可以解决快速CPU与慢速外设之间的矛盾，使之能并行工作。可以及时处理随机参数及故障，提高可靠性。
cat 这个节点，会打印系统中所有的中断信息，如果是多核CPU，每个核都会打印出来。
中断描述符表是保护模式下用于存储中断处理程序的数据结构。CPU在接收到中断时，会根据中断向量在中断描述符表中检索对应的描述符。
中断其实就是由硬件或软件所发送的一种称为IRQ（中断请求）的信号。中断允许让设备，如键盘，串口卡，并口等设备表明它们需要CPU。
键盘是我们最常用的输入硬件设备之一。作为程序员，你知道当我们敲击键盘上的字母"A"时，操作系统会发生什么吗？下面我将简要介绍整个过程，以便你更容易理解为什么需要这些组件。
发生中断就意味着需要操作系统介入，开展管理工作。由于操作系统的管理工作（如进程切换，分配I/O设备等）需要使用特权指令，所以需要CPU由用户态切换到核心态。中断可以使CPU从用户态切换到核心态，是操作系统获得计算机的控制权。有了中断，才能实现多道程序并发执行
对于向量中断，其中断发生后，pc指针会根据中断的类型跳转到基地址+中断号*4的地址处去执行中断处理程序，做过stm32的，应该比较清楚向量中断的大概样子。当然，riscv也是支持这种向量中断，这样每个地址处会安排一个特定的中断处理函数，当中断发生后，跳转到特定的函数去执行即可。
在Linux 内核笔记之高层中断处理一文中，介绍了ARM gic中断控制器对于硬中断的处理过程。gic的中断处理程序是从ack一个硬件中断开始的， 在gic的中断处理过程中，会根据中断的映射去寻找对应的虚拟中断号, 再去进行后续的中断处理。gic_handle_irq->handle_domain_irq
在应用程序调用操作系统API时，控制权由应用程序交给了操作系统。用户态向内核态的转换实际上说的是CPU。CPU在用户态时，会限制使用一些指令，比如用户态的CPU不能直接操作硬件，当CPU（应用程序调用API）进入内核态时，CPU就可以使用一些“特权指令”了。
今天给大侠带来《基于FPGA的DDR3多端口读写存储管理设计》，作者：吴连慧，周建江，夏伟杰 南京航空航天大学 电子信息工程学院，南京 210016，话不多说，上货。
系统调用 跟用户自定义函数一样也是一个函数，不同的是 系统调用 运行在内核态，而用户自定义函数运行在用户态。由于某些指令（如设置时钟、关闭/打开中断和I/O操作等）只能运行在内核态，所以操作系统必须提供一种能够进入内核态的方式，系统调用 就是这样的一种机制。
单机系统：一个计算机系统只有一个处理器。 多处理器系统：一个计算机系统有多个处理器。
内核程序临界区一般是用来访问某种内核数据结构的，比如进程的就绪队列（由各就绪进程PCB组成）
（2）如何解决中断处理程序执行过长和中断丢失的问题： Linux 将中断处理过程分成了两个阶段，也就是上半部和下半部。 上半部用来快速处理中断，它在中断禁止模式下运行，主要处理跟硬件紧密相关的或时间敏感的工作。也就是我们常说的硬中断，特点是快速执行。 下半部用来延迟处理上半部未完成的工作，通常以内核线程的方式运行。也就是我们常说的软中断，特点是延迟执行。
什么是中断？ 在Java中没有办法立即停止一条线程，然而停止线程却显得尤为重要，如取消一个耗时操作。因此，Java提供了一种用于停止线程的机制——中断。 中断只是一种协作机制，Java没有给中断增加任何语法，中断的过程完全需要程序员自己实现。若要中断一个线程，你需要手动调用该线程的interrupted方法，该方法也仅仅是将线程对象的中断标识设成true；接着你需要自己写代码不断地检测当前线程的标识位；如果为true，表示别的线程要求这条线程中断，此时究竟该做什么需要你自己写代码实现。 每个线程对象中都有
所以：我们要使用任务通知来实现一个轻量级的队列，他就只能够保存一个数据，这个数据的大小是32位的
上面代码中可以看到代码中向量表位于__vectors_start，它在arch/arm/kernel/vmlinux.lds中定义：
看到有朋友遇到Hard Fault 异常错误，特地找到一篇飞思卡尔工程师写的一片经验帖，定位Hard Fault 异常。 Kinetis MCU 采用 Cortex-M4 的内核，该内核的 Fault 异常可以捕获非法的内存访问和非法的编程行为。Fault异常能够检测到以下几类非法行为： · 总线 Fault: 在取址、数据读/写、取中断变量、进入/退出中断时寄存器堆栈操作（入栈/出栈）时检测到内存访问错误。 · 存储器管理 Fault: 检测到内存访问违反了内存保护单元（M
非门（英文：NOT gate）又称非电路、反相器、倒相器、逻辑否定电路，简称非门，，是逻辑电路的基本单元。非门有一个输入和一个输出端。当其输入端为高电平（逻辑1）时输出端为低电平（逻辑0），当其输入端为低电平时输出端为高电平。也就是说，输入端和输出端的电平状态总是反相的。非门的逻辑功能相当于逻辑代数中的非,电路功能相当于反相,这种运算亦称非运算
首页_码到城攻码到城攻分享但不限于IT技术经验技巧、软硬资源、所闻所见所领会等，站点提供移动阅读、文章搜索、在线留言、支付打赏、个人中心、免签支付等功能
原创作品转载请注明出处https://github.com/mengning/linuxkernel/
既然叫中断, 那我们首先就会想到这个中断是中断谁？想一想计算机最核心的部分是什么？没错， CPU， 计算机上绝大部分的计算都在CPU中完成，因此这个中断也就是中断CPU当前的运行，让CPU转而先处理这个引起中断的事件，通常来说这个中断的事件比较紧急，处理完毕后再继续执行之前被中断的task。比如，我们敲击键盘，CPU就必须立即响应这个操作，不然我们打字就全变成了慢动作～。说白了中断其实就是一种主动通知机制，如果中断源不主动通知，那想知道其发生了什么事情，只能一次次地轮询了，白白耗费CPU。
如前所述，我们知道异常的处理还是比较简单的，就是给相关的进程发送信号，而且不存在进程调度的问题，所以内核很快就处理完了异常。
当前riscv的中断控制器部分比较简单，不像arm那样复杂，设计的简单分析起来就比较容易理解清楚。相比于ARM的GIC，RISC-V这一套CLINT与PLINT简直太容易理解了。或许是因为ARM迭代的时间很长，积累了很多设计上的经验，RISCV还需要经过实际的市场的考验，才能真正的看到中断控制这一块的设计到底是否简洁并且设计合理。
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
ICP备案
实时音视频
即时通信 IM
对象存储
