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图解中断 | 没想到中断服务程序隐藏的这么深

这是图解系列之中断 我是cloud3 中断服务程序中断向量、 中断描述符表、 中断门。...这些名词在操作系统里经常提及 但是CPU是怎么使用他们的 他们之间又有何种联系呢 在前面文章图解中断 | 中断从产生到消失的一生中提到了中断的整个生命周期,其中有一个关键的环节是CPU在接收到中断向量号后是如何找到对应的中断服务程序的...每一个Interrupt/Exception都可能会存在一中断服务程序Interrupt Service Routine(ISR),这些ISR可以被无规则的放置在内存中,但它们的入口地址,却会被按照固定的格式...有了上面的准备就可以看一下CPU找中断服务程序的流程了。 下面是具体的流程: CPU找到IDT表 CPU首先根据IDTR寄存器找到IDT表在内存中的位置。...找到中断服务程序ISR 找到代码段描述符后,从代码段描述符中取出代码段的基地址,根据此基地址与门描述符中的段内偏移量,找到中断服务程序的入口地址,就可以执行代码了。

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Linux中断 - IDT

中断描述符项定义 当中断发生,cpu获取到中断向量后,查找IDT中断描述符表得到相应的中断描述符,再根据中断描述符记录的信息来作权限判断,运行级别转换,最终调用相应的中断处理程序; 这里涉及到Linux...传统系统调用相关 IDT 的设置 Linux系统启动过程中内核压解后最终都调用到start_kernel, 在这里会调用trap_init, 然后又会调用idt_setup_traps: void...SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_32), #endif }; ​ 上面的SYSG(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_32)就是设置系统调用的异常中断处理程序...entry_INT80_32系统调用对应的中断处理程序 ENTRY(entry_INT80_32) ASM_CLAC pushl %eax /* pt_regs->orig_ax...硬件中断相关IDT的初始化也是在Linux启动时完成,在start_kernel中通过调用init_IRQ完成,我们来看一下: void __init init_IRQ(void) { int

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中断服务程序是如何被执行的 ?

,那么中断服务程序又是如何被执行的呢?...但是中断服务程序并没有被主程序进行调用,中断服务程序的执行是通过中断请求完成的,也就是说中断服务程序可以发生在主程序执行的随意位置,那现在就面临一个问题了,如果当CPU 正在执行函数调用的子程序的内容的时候产生了一个中断请求...,那么这个时候 CPU 将暂停执行函数调用的子程序的内容,转而去执行中断服务程序的内容,如果不进行额外的处理,那么函数调用的子程序的相关数据将丢失,因此在执行中断服务程序之前,CPU 必须要保存发生中断的那个地方的相关信息...N 和 N+1 的含义也是类似的,当 CPU 执行到第 N 条指令的时候,CPU 接收到了一个中断请求,在执行完第 N 条指令之后,转而去执行中断服务程序的内容,然后中断服务程序的返回地址对应的是第...中断向量表 在上述所阐述的内容中,我们知道了中断会在主程序的任意发生中断请求,从而执行中断服务程序的内容,也阐述了在执行中断服务程序的内容之前需要进行保护现场的操作,以及执行完中断服务程序的内容之后需要进行恢复现场

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中断服务程序是如何被执行的 ?

但是中断服务程序并没有被主程序进行调用,中断服务程序的执行是通过中断请求完成的,也就是说中断服务程序可以发生在主程序执行的随意位置,那现在就面临一个问题了,如果当CPU 正在执行函数调用的子程序的内容的时候产生了一个中断请求...,那么这个时候 CPU 将暂停执行函数调用的子程序的内容,转而去执行中断服务程序的内容,如果不进行额外的处理,那么函数调用的子程序的相关数据将丢失,因此在执行中断服务程序之前,CPU 必须要保存发生中断的那个地方的相关信息...,转而去执行中断服务程序的内容,然后中断服务程序的返回地址对应的是第 N+1 条指令的地址。...中断向量表 在上述所阐述的内容中,我们知道了中断会在主程序的任意发生中断请求,从而执行中断服务程序的内容,也阐述了在执行中断服务程序的内容之前需要进行保护现场的操作,以及执行完中断服务程序的内容之后需要进行恢复现场...有了中断向量表之后,那么当 CPU 接收到中断请求的时候,就会根据这个中断请求的信号去查这个表,从而查找到其所对应的中断服务程序的地址,然后将这个地址赋值给 PC 指针寄存器就,那么 CPU 就可以完成中断服务程序的执行了

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Linux 中断处理浅析

于是整理一下~ 第一阶段 获取中断号 每个CPU都有响应中断的能力, 每个CPU响应中断时都走相同的流程. 这个流程就是内核提供的中断服务程序....在进入中断服务程序时, CPU已经自动禁止了本CPU上的中断响应, 因为CPU不能假定中断服务程序是可重入的. 中断处理程序的第一步要做两件事情: 1....将中断号压入栈中; (不同中断号的中断对应不同的中断服务程序入口) 2....将当前寄存器信息压入栈中; (以便中断退出时恢复) 显然, 这两步都是不可重入的(如果在保存寄存器值时被中断了, 那么另外的操作很可能就把寄存器给改写了, 现场将无法恢复), 所以前面说到的CPU进入中断服务程序时要自动禁止中断...这是由内核的设计决定的, 中断服务程序没有自己的task结构(即操作系统教科书上说的进程控制块), 所以它不能被内核调度.

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7.4.2 程序中断方式

在可以相应中断的条件下,CPU暂停终止正在执行的程序,转去执行中断服务程序为外设服务,在中断服务程序中完成一次主机与外设之间的数据传送,传送完成后,CPU返回原来的程序。...为了保证在中断服务程序执行完毕后能正确地返回到原来的程序,必须将原来程序的断点(即程序计数器(PC)的内容)保存起来。 ③引出中断服务程序。...取出中断服务程序的入口地址(中断向量)并传送给程序计数器(PC). (5)中断向量 不同的设备有不同的中断服务程序,每个中断服务程序都有一个入口地址,CPU必须找到这个入口地址,即中断向量,把系统的全部中断向量存放到存储器的某一区域内...注意:中断向量是中断服务程序的入口地址,中断向量地址是指中断服务程序的入口地址的地址。 (6)中断处理过程 ①关中断。...取出中断服务程序的入口地址(中断向量)并传送给程序计数器(PC). 通常由两种方法寻址中断服务程序的入口地址:硬件向量法和软件查询法。

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linux 中断机制《Rice linux 学习笔记》

这篇文章以按键为例子讲解linux中断原理,中断的架构,中断的实现。 在我们的开发中,检测按键是否触发,无非就两种方法—轮询和中断。作者认为两种方法最大的区别就是CPU的利用率。...中断服务程序:相应特定中断时,内核会执行的函数。其中:1、中断处理程序是被内核调用来响应中断的。2、而它们运行于我们称之为中断上下文的特殊上下文中。...中断上下部:为了是程序运行得快和完成的工作量多,将中断处理分为两部分,上半部和下半部,其中,上半部(中断处理程序):接收到中断,立马要执行的程序,只做有严格时限的工作。下半部:允许稍后完成的工作。...* dev ); 其中:irq:处理程序要相应的中断处理程序。...Linux中断实现: 这里例子采用等待队列的方式实现(也就是上述的第二种方法)。

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linux内核缺页中断处理

MMU可以做虚拟地址到物理地址的转换,使用MMU我们就可以使用更多的内存空间,因为程序具有局部性原理,我们可以将暂时用不到的数据存放到磁盘,当访问到时会发生缺页中断,从磁盘中将所需要的数据加载到内存。...缺页中断处理一般流程: 1.硬件陷入内核,在堆栈中保存程序计数器,大多数当前指令的各种状态信息保存在特殊的cpu寄存器中。 2.启动一个汇编例程保存通用寄存器和其他易丢失信息,以免被操作系统破坏。...3.当操作系统发现缺页中断时,尝试发现需要哪个虚拟页面。通常一个硬件寄存器包含了这些信息,如果没有的话操作系统必须检索程序计数器,取出当前指令,分析当前指令正在做什么。...7.当磁盘中断发生时,表明该页已经被装入,页表已经更新可以反映他的位置,页框也标记位正常状态。 8.恢复发生缺页中断指令以前的状态,程序计数器重新指向这条指令。...linux内核对缺页异常的处理流程很复杂,但是基本思想和上述流程差不多。

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Linux内核硬中断中断的原理和实现

linux为了实现这个特点,当中断发生的时候,硬中断处理那些短时间就可以完成的工作,而将那些处理事件比较长的工作,放到中断之后来完成,也就是软中断(softirq)来完成。...(3)中断嵌套 Linux下硬中断是可以嵌套的,但是没有优先级的概念,也就是说任何一个新的中断都可以打断正在执行的中断,但同种中断除外。软中断不能嵌套,但相同类型的软中断可以在不同CPU上并行执行。...硬中断是可屏蔽的,软中断不可屏蔽。 硬中断处理程序要确保它能快速地完成任务,这样程序执行时才不会等待较长时间,称为上半部。 软中断处理硬中断未完成的工作,是一种推后执行的机制,属于下半部。...如果有待处理的软中断,do_softirq()会循环遍历每一个,调用它们的相应的处理程序。 在中断处理程序中触发软中断是最常见的形式。...中断处理程序执行硬件设备的相关操作,然后触发相应的软中断,最后退出。内核在执行完中断处理程序以后,马上就会调用do_softirq(),于是软中断开始执行中断处理程序完成剩余的任务。

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Linux中断虚拟化(一)

作者简介 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)。 谢广军 计算机专业博士,毕业于南开大学计算机系。资深技术专家,多年的IT行业工作经验。...本文内容节选自《深度探索Linux虚拟化技术》,已获得机械工业出版社华章公司授权。...CPU将执行Guest系统IDT中对应的中断处理服务,图3-2为单核系统使用PIC中断芯片下的虚拟中断过程。...5)进入Guest模式后,CPU将调用Guest IDT中相应的中断服务处理中断。 PIC只能支持单处理器系统,对于多处理器系统,需要APIC支持。

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Linux中断机制分析

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行,这时系统关闭中断。...在linux系统的进程数据结构里,有这么一个数据结构 #define preempt_count()(current_thread_info()->preempt_count), 利用preempt_count...Linux内核就中断方面就必须考虑平衡这三个方面的问题。而下面我要分析的__do_softirq函数就恰似在这三者之间打太极,游刃有余,面面俱到!

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Linux 中断子系统(二):GIC 中断控制器

比如按键中断、串口中断等等,这些中断所有的 Core 都可以处理,不限定特定 Core。...中断源有很多,为了区分这些不同的中断源肯定要给他们分配一个唯一 ID,这些 ID 就是中断 ID。...ID32~ID1019:这 988 个 ID 分配给 SPI,像 GPIO 中断、串口中断等这些外部中断 ,至于具体到某个 ID 对应哪个中断那就由半导体厂商根据实际情况去定义了。...分发器收集所有的中断源,可以控制每个中断的优先级,它总是将优先级最高的中断事件发送到 CPU 接口端。分发器端要做的主要 工作如下: ①、全局中断使能控制。 ②、控制每一个中断的使能或者关闭。...③、设置每个中断的优先级。 ④、设置每个中断的目标处理器列表。 ⑤、设置每个外部中断的触发模式:电平触发或边沿触发。 ⑥、设置每个中断属于组 0 还是组 1。

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Linux中断机制:硬件处理,初始化和中断处理

概览 中断让外设能够通知CPU他需要获得服务(让CPU执行指定的中断服务例程ISR)。为了达到这个目的,首先要为中断执行做好准备,完成初始化相关的操作。...针对X86中断控制器硬件和linux对这些硬件的初始化,在《interrupt in linux》中有很详细的描述。...CPU在程序执行中产生)统一编号,每个CPU核心内部,中断/异常和vector所以一一对应的;但是在各个不同的CPU核心上,相同的vector可以对应不同的中断(至少对于linux的设置,异常还是使用相同的...并把IF/TF位清零屏蔽可屏蔽中断;至此,CPU完成了中断处理程序执行环境的建立。...,iret指令的重要功能就是回复中断函数前的EFLAGS(执行中断入口前被入栈保存,并清零IF位关中断),并恢复执行被中断程序(这里不一定会恢复到之前的执行环境,可能执行软中断处理,或者执行调度)。

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Linux 中断子系统(三):中断处理知识点大全

Linux 中断相关节点 /proc/interrupts 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。...CPU处理的中断,因此状态是pending and active)注意:T61标识CPU开始服务中断 T64时刻 3个clock之后,由于CPU已经ack了中断,因此GIC中CPU interface...模块 deassert nFIQCPU信号线,解除发向该CPU的中断请求 T126时刻 由于中断服务程序操作了N外设的控制寄存器(ack外设的中断),因此N外设deassert了其interrupt request...Distributor将N这个interrupt source的状态修改为idle,注意:T61~T131是CPU服务N外设中断的的时间区域,这个期间,如果有高优先级的中断pending,会发生中断的抢占...所以 Linux 下: 1、高优先级中断无法抢占正在执行的低优先级中断。 2、同处于 pending 状态的中断,优先响应高优先级中断进行处理。

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