函数介绍:local_irq_enable函数用于将CPSR寄存器中的中断使能位设为1,从而使得CPU能够响应中断。
该文介绍了中断和异常的基本概念、分类,以及Linux 中中断和异常的处理方式,包括硬件中断、软件中断和异常的分类和处理。
老的Linux内核中,如果一个中断服务程序不想被别的中断打断,我们能看到这样的代码:
中断控制是计算机发展中一种重要的技术,最初它是为克服对 I/O 接口控制采用程序查询所带来的处理器低效率而产生的。
CPRS 设置 值 分析 : 该寄存器需要考虑两个方面, ① 设置处理器的 SVC 工作模式, ② 关闭中断 ;
“我叮咛你的 你说 不会遗忘 你告诉我的 我也全部珍藏 对于我们来说 记忆是飘不落的日子 永远不会发黄 相聚的时候 总是很短 期待的时候 总是很长 岁月的溪水边 捡拾起多少闪亮的诗行 如果你要想念我 就望一望天上那 闪烁的繁星 有我寻觅你的 目光” 谢谢你,曾经来过~ 中断与定时器是我们再熟悉不过的问题了,我们在进行裸机开发学习的 时候,这几乎就是重难点,也是每个程序必要的模块信息,那么在Linux中,我们又怎么实现延时、计数,和中断呢? 一、中断 1.概述 所谓中断是指cpu在执行程序的过程中,出现了某些
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。
| 导语 本文主要是讲Linux的调度系统, 由于全部内容太多,分三部分来讲,调度可以说是操作系统的灵魂,为了让CPU资源利用最大化,Linux设计了一套非常精细的调度系统,对大多数场景都进行了很多优化,系统扩展性强,我们可以根据业务模型和业务场景的特点,有针对性的去进行性能优化,在保证客户网络带宽前提下,隔离客户互相之间的干扰影响,提高CPU利用率,降低单位运算成本,提高市场竞争力。欢迎大家相互交流学习!
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。
对于X86的单处理器机器,一般采用可编程中断控制器8259A做为中断控制电路。传统的PIC(Programmable Interrupt Controller)是由两片8259A风格的外部芯片以“级联”的方式连接在一起。每个芯片可处理多达8个不同的IRQ输入线。因为从PIC的INT输出线连接到主PIC的IRQ2引脚,所以可用IRQ线的个数限制为15,如图1所示。
Linux操作系统概述 Q1.什么是GNU?Linux与GNU有什么关系? A: 1)GNU是GNU is Not Unix的递归缩写,是自由软件基金会(Free Software Foundation,FSF)的一个项目,该项目已经开发了许多高质量的编程工具,包括emacs编辑器、著名的GNU C和C++编译器(gcc和g++); 2)Linux的开发使用了许多GNU工具,Linux系统上用于实现POSIX.2标准的工具几乎都是由GNU项目开发的;Linux内核、GNU工具以及其它一些自由软件组成
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。
很久没有写技术文章了,做码农难,做养娃的码农更难,趁着娃看动画片的机会,受着王菲童鞋《我和我的祖国》歌唱精神的鼓舞,我要来说几句。
在内核里,使用gic_chip_data结构体表示GIC,gic_chip_data里有什么?
local_irq_disable的功能是屏蔽当前CPU上的所有中断,通过操作arm核心中的寄存器来屏蔽到达CPU上的中断,此时中断控制器中所有送往该CPU上的中断信号都将被忽略。
CPU执行程序时,由于发生了某种随机的事件(外部或内部),引起CPU暂时中断正在运行的程序,转去执行一段特殊的服务程序(中断服务子程序或中断处理程序),以处理该事件,该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行,这一过程称为中断。
在我们这个系列的第一篇文章中,我们就已经使用过了 BIOS 10H 中断,用来在屏幕上打印一行字符: 计算机是如何启动的?如何制作自己的操作系统
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。
沿着中断的处理流程,GIC之下的中断控制器涉及这4个重要部分:handleB、GPIO Domain、handleC、irq_chip
王柏生 资深技术专家,先后就职于中科院软件所、红旗Linux和百度,现任百度主任架构师。在操作系统、虚拟化技术、分布式系统、云计算、自动驾驶等相关领域耕耘多年,有着丰富的实践经验。著有畅销书《深度探索Linux操作系统》(2013年出版)。
start_kernel是内核启动阶段的入口,通过单步调试,可以发现它是linux内核执行的第一个init,我们单步进入看看它做了哪些操作:
硬实时和软实时的区别就是一个命令从准备执行到实际执行的时间长度的区别。比如要点亮一个LED灯。运行到这个指令的时候有些其他的中断产生,到执行这个命令的时候就产生了一些延迟,有的程序延迟10ms,有的延迟1ms,有的10us。如果需求是最多2ms内必须执行,那10ms的是软实时,1ms和10us的是硬实时。如果需求是最多20us内必须执行,那10ms和1ms的是软实时,10us的是硬实时。所以软硬实时得看具体需求。
信号是 Linux 进程间通信的最古老的方式。信号是软件中断,它是在软件层次上对中断机制的一种模拟。
上一篇文章中,我们看到了如何通过 multiprocessing 来创建子进程。 通过 multiprocessing 实现 python 多进程
中断是硬件和软件交互的一种机制,可以说整个操作系统,整个架构都是由中断来驱动的。中断的机制分为两种,中断和异常,中断通常为 $IO$ 设备触发的异步事件,而异常是 $CPU$ 执行指令时发生的同步事件。本文主要来说明 $IO$ 外设触发的中断,总的来说一个中断的起末会经历设备,中断控制器,$CPU$&$OS$ 三个阶段:设备产生中断,中断控制器接收和发送中断,$CPU$&$OS$ 来实际处理中断。
参考资料:STM32F103数据手册.pdf、ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南.pdf、PM0056.pdf
相关函数:longjmp, siglongjmp, setjmp 表头文件:#include 函数定义:int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savesigs) 函数说明:sigsetjmp()会保存目前堆栈环境,然后将目前的地址作一个记号, 而在程序其他地方调用siglongjmp()时便会直接跳到这个记号位置,然后还原堆栈,继续程序的执行。 参数env为用来保存目前堆栈环境,一般声明为全局变量 参数savesigs若为非0则代表搁置的信号集合也会一块保存 当sigsetjmp()返回0时代表已经做好记号上,若返回非0则代表由siglongjmp()跳转回来。 返回:若直接调用则为0,若从siglongjmp调用返回则为非0
库函数:库函数是语言或应用程序的一部分,可以运行在用户空间中。 系统调用:又称广义指令,它是由操作系统向程序提供的程序接口,而非直接向用户提供,用户只能通过程序间接的使用这些接口。
2016.3.15,参加了CVTE的技术面,很不幸,我和我的两位小伙伴均跪在了一面。先将当日的面试内容汇总如下,供后来者参考。我们三人各自也都总结了失败的原因,大致如下:
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。
一提到异常 (Exception),可能你的第一反应就是Java中的Exception。 不过我们今天讲的,并不是这些软件开发过程中遇到的“软件异常” 而是和硬件、系统相关 的“硬件异常”。
电脑可以外接很多设备,如键盘、鼠标、硬盘、显示器、网卡等,每个设备的用法和功能不同,操作系统为了对这些输入输出设备进行统一管理,必须要屏蔽设备之间的差异,因此需要设备控制器。
SA_RESETHAND,如果设置来该标志,则处理完当前信号后,将信号处理函数设置为SIG_DFL行为
键盘可以说是我们最常使用的输入硬件设备了,但身为程序员的你,你知道「键盘敲入 A 字母时,操作系统期间发生了什么吗」?
注:与本系列博客同时同步的还有后面需要学习和研究的FreeRTOS和linux0.11-linux1.0内核代码VV的Linux操作系统内核笔记系列,即使笔者已经自己写了个操作系统了,但是为了能够使博客能读懂,笔者需要把每一个lab和代码打出来做出解释同时笔者也有自己繁重的学习和工作(本科狗),所以进度会非常非常慢
本文介绍了Linux信号处理的基础知识,包括信号的来源、信号的发送与接收、信号的默认处理、信号的捕捉和处理、信号的屏蔽与解除、以及多线程环境中信号的处理方法。
}内部写了几句
从信号产生到信号保存,中间经历了很多,当操作系统准备对信号进行处理时,还需要判断时机是否 “合适”,在绝大多数情况下,只有在 “合适” 的时机才能处理信号,即调用信号的执行动作。关于信号何时处理、该如何处理,本文中将会一一揭晓
程序中断是指在计算机执行现行程序的过场中,出现某些急需处理的异常情况或特殊请求,CPU暂停中断现行程序,而专区对这些异常情况或特殊情况进行处理,在处理完毕后CPU又自动返回到现行程序的断点处,继续执行原程序。
电源管理(Power Management)在 Linux Kernel 中,是一个比较庞大的子系统,涉及到供电(Power Supply)、充电(Charger)、时钟(Clock)、频率(Frequency)、电压(Voltage)、睡眠/唤醒(Suspend/Resume)等方方面面。
在本系列的第一篇文章《实时性迷思(1)——快是优点么?》中,我们介绍了实时性的基本模型:
Linux kernel支持两种实时(real-time)调度策略(scheduling policy):SCHED_FIFO和SCHED_RR,无论是哪一种,实时进程的优先级范围[0~99]都高于普通进程[100~139],始终优先于普通进程得到运行。如果实时进程是CPU消耗型的,会不会导致其它进程得不到运行机会,造成系统lockup呢?
硬件逻辑设计为加电瞬间强行设置:CS=0xF000,IP=0xFFF0,CS:IP=0xFFFF0
在前面讲解互斥量时,引入过临界资源的概念。在前面课程里,已经实现了临界资源的互斥访问。
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。
根据《教师百科辞典》中的描述:中断是指计算机运行过程中,出现某些意外情况需主机干预时,机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序,处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。
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