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IO中断原理

前言在Windows内核原理-同步IO与异步IO和《高性能网络通讯原理》两篇文章中，都出现了中断这两个字。本篇文章会对中断操作的原理进行说明。...中断类型中断分为硬件中断和软件中断。硬件中断硬件中断即为硬件发出的中断信号，如I/O中断和硬件失效中断。 I/O中断：由I/O控制器产生，用于发送信号通知操作完成等信号。...硬件失效中断：如掉电或存储器奇偶错之类的故障。软件中断软件中断即为非硬件发出的中断信号，如程序中断和时钟中断。程序中断：一些指令产生的异常(如算数移除、除数为0等)。...I/O中断流程本篇文章还是主要解释前几篇文章提到的I/O中断进行解释说明，因此仅以I/O中断举例，但是中断的原理和流程都是相似的。 I/O中断通过中断处理器执行中断操作。...也可能不是立即，比如同时存在多个中断，则根据实际的中断算法决定，是按中断先后顺序执行中断操作，还是按中断优先级执行。 I/O中断时硬件中断，需要硬件支持来接收中断信号。

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Linux驱动实践：中断处理函数如何【发送信号】给应用层？

大家好，我是道哥，今天我为大伙儿解说的技术知识点是：【中断程序如何发送信号给应用层】。最近分享的几篇文章都比较基础，关于字符类设备的驱动程序，以及中断处理程序。...今天这篇文章，主要还是以代码实例为主，把之前的两个知识点结合起来：在中断处理函数中，发送信号给应用层，以此来通知应用层处理响应的中断业务。...文件内容如下： #include #include #include #include #include #include #include // 中断号...到应用层，因此驱动程序需要知道应用程序的进程号(PID)。

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Linux中断处理

中断处理 - 上半部（硬中断）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。...鉴于这个原因，Linux把中断处理分为两个部分，上半部和下半部，上半部在前面已经介绍过，接下来就介绍一下下半部的执行。...softirq机制中断下半部由 softirq（软中断）机制来实现的，在Linux内核中，有一个名为 softirq_vec 的数组，如下： static struct softirq_action...Linux通过 __softirq_active 这个字段得知哪种softirq需要执行（只需要把对应位设置为1）。...在Linux内核中有两种tasklet，一种是高优先级tasklet，一种是普通tasklet。

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Linux中断 - IDT

[toc] 如何设置IDT IDT 中断描述符表定义中断描述符表简单来说说是定义了发生中断/异常时，CPU按这张表中定义的行为来处理对应的中断/异常。...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...pre-cpu的中断栈，还是使用IST的中断栈; type表示所中断是何种类型，目前有以下四种： enum { GATE_INTERRUPT = 0xE, //中断门 GATE_TRAP...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...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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单片机IO控制方式（UART中断和DMA中断的区别）

目录 1、程序循环检测方式 2、中断驱动方式 3、直接内存访问方式 ---- 单片机I/O设备的控制方式主要有三种：程序循环检测、中断驱动和直接内存访问。...当所需的I/O操作完成时，相应的设备就会向CPU发出一个中断，系统在中断处理程序当中，如果发现还有数据需要处理，就再次启动I/O 操作。...接下来是一些后继处理，先向中断控制器发出一个确认信号，然后结束中断处理程序，返回到被中断的那个任务。...因此，在中断处理程序里面，已经没有什么实质性的工作，先是向中断控制器发出一个确认信号，然后唤醒刚才被阻塞的任务。 ? 采用DMA控制方式，最大的优点是减少了中断的次数。...原本每打印一个字符，都要产生一次中断，而现在当所有的字符都打印完后，才会产生一个中断，这样就减少了中断处理的开销。

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Linux 中断处理浅析

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....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....中断处理的这几个阶段中不能调用可能导致睡眠的函数(包括分配内存); 对于第一个问题, 较新的linux内核增加了ksoftirqd内核线程, 如果持续处理的softirq超过一定数量, 则结束中断处理过程...据说在montavista(一种嵌入式实时linux)中, 将内核的中断机制做了修改. (某些中断的)中断处理过程被赋予了task结构, 能够被内核调度. 解决了上述两个问题....工作队列 linux基线版本的内核在解决上述问题上, 提供了workqueue机制.

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IO模型梳理-从操作系统到应用层

写在前面 IO模型是编程语言和软件开发中重要的知识。本篇从IO模型这个切入点横向梳理了从操作系统到应用层IO模型相关知识。...网络IO的本质是socket读取，socket在linux系统被抽象为流，io可以理解为对流的操作。...了解完了操作系统层面的IO模型，在应用层讨论IO模型往往是在Nginx，Netty这种角度去讨论了，讨论最多的也是多路复用这种模式，先从Reactor模型说起。...每个worker进程都是相互独立的，不需要加锁，互相之间不受影响，一个进程异常退出，其他进程还在工作，服务不会中断。 nginx采用多路复用IO模型，支持epoll，poll，select。...IO优化了解了操作系统和应用层层面的IO模型和原因，针对于IO密集型程序存在哪些优化原则呢？增加缓存，减少磁盘的访问次数。

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【Linux】Linux文件IO

标准文件访问方式 ---- 直接IO方式 OPEN +O_DIRECT = 绕过内核缓冲区的直接访问，有效避免了CPU和内存的多余时间开销。要求内存边界对齐。...直接IO，绕过缓存，不会出现write成功数据丢失情况。...注意：直接IO的缺点就是如果访问的数据不在应用程序缓存中，那么每次数据都会直接从磁盘进行加载，这种直接加载会非常慢，通常直接IO跟异步IO结合使用会得到较好的性能。...---- O_SYNC 缓存同步为了保证磁盘系统与缓冲区内容一致，Linux系统提供了sync,fsync,fdatasync三个函数。...---- Linux文件IO流程图内核中会有一个线程，不断地将高速页缓冲区中的数据写入到物理磁盘中。

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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的中断原理，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。...Linux的中断原理：中断：处理器异常的一种，它是一种特殊的电信号，用硬件发给处理器，处理器接收到中断后，会马上向操作系统反映此信号的到来，然后就由操作系统负责处理这些新到来的数据。...Linux中断的相关函数： 1、注册中断函数：中断处理函数结构： typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void*); 注册中断函数：int request_irq...dev：与request_irq的参数dev必须一致，将request_irq指定的dev传递给这个参数； Linux中断处理分析：第一种方式：应用层的读，不管什么情况下，都会返回。...第二种方式：应用层的读，只有按键按下的时候，才会返回。 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

9.调度引发缺页中断的进程，操作系统返回调用他的汇编例程 10.该例程恢复寄存器和其他状态信息，返回到用户空间继续执行，就好像缺页中断没有发生过。...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。...下面看linux的基本处理流程：内核处理缺页异常的主函数就是do_page_fault: /* * 缺页异常处理函数 * pt_regs 各个寄存器的值 * error_code,由硬件产生:...do_anonymous_page(mm, vma, address, pte, pmd, write_access); //第一次对文件映射页处理，会读取vma对应的文件数据，并且为了减少磁盘 //IO...), "=r" (x) : "m"(__m(addr)), "i"(errret), "0"(err)) //"m"(__m(addr)), "i"(4), "0"(4)) 经过以上分析，对linux

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Linux中断初始化

一、内核中断初始化文件：kernel\init\main.c。...Linux内核中断初始化流程如下： start_kernel()-> init_IRQ()-> irqchip_init()-> of_irq_init(...__irqchip_of_table) ## 扫描和初始化设备树中的中断控制器("interrupt-controller") __irqchip_of_table在RK3399中断控制器GICv3初始化时赋值...二、中断控制器初始化文件：drivers/irqchip/irq-gic-v3.c。...gic_of_init : gic_of_init } 2、gic_handle_irq() 功能：该函数通过读取ICC_IAR1_EL1寄存器获取INTID，根据INTID判断对应的中断，调用相关的中断处理函数

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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。...因此，在本章中，我们简单介绍硬件中断的基本原理，然后结合中断的基本原理讨论如何虚拟化中断芯片。...图2 基于PIC的虚拟中断过程具体步骤如下： 1）虚拟设备向虚拟中断芯片PIC发送中断请求，虚拟PIC记录下虚拟设备的中断信息。

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Linux中断虚拟化（二）

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。...irq_request_func *irq_request; void*irq_request_opaque; intoutput; /* intr from master PIC */ structkvm_io_device...= -1) returnvector; … } linux.git/drivers/kvm/i8259.c int kvm_pic_read_irq(struct kvm_pic *s)

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Linux内核硬中断软中断的原理和实现

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。...（4）软中断指令 int是软中断指令。中断向量表是中断号和中断处理函数地址的对应表。 int n -- 触发软中断n。相应的中断处理函数的地址为：中断向量表地址 + 4 * n。...（5）硬中断和软中断的区别软中断是执行中断指令产生的，而硬中断是由外设引发的。硬中断的中断号是由中断控制器提供的，软中断的中断号由指令直接指出，无需使用中断控制器。...但一个软中断不会抢占另一个软中断，唯一可以抢占软中断的是硬中断。

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Linux 软中断机制分析

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|IO|File IO源码剖析

本文将结合用户态的接口以及内核态的实现剖析文件IO。...Reference: The Linux Programming Interface: Chapter 4/14/15, Kernel/fs 通用接口通用IO包含open/read/write/close...文件创建标志 - 创建以及后续IO的选项，不可读写。...因为这个原因，写操作并不能实时的进行持久化，需要linux使用journal机制来保证文件系统的崩溃一致性，然而journal机制本身又需要进行flush。...---- Ioctl 非通用的IO操作，通过指定的request值表示操作，后续传递参数的类型通过request的值进行解释。

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Linux中断机制：硬件处理，初始化和中断处理

来源: CSDN | phenix_lord的专栏硬件处理最近解决一个关于Linux中断的问题，把相关机制整理了一遍，记录在此。...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。...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。...===>io_apic_set_pci_routing===>io_apic_setup_irq_pin_once===>io_apic_setup_irq_pin===>setup_ioapic_irq...获取到irq号，然后和ACPI模式一样，通过io_apic_set_pci_routing完成对I/O APIC的配置。

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Linux IO 模型

fdset 从用户态拷贝到内核态，在高并发下是个巨大的性能开销（可优化为不拷贝）；调用 select 阻塞后，用户进程虽然没有轮询，但在内核还是通过遍历的方式来检查 fd 的就绪状态（可通过异步 IO.../linux/posix_types.h: # define __FD_SETSIZE 1024 此外在 Linux 内核中，select 所用到的 FD_SET 是有限的，即内核中有个参数...它主要在 Linux 操作系统上可用，而不是跨平台的，因此不适用于需要跨平台支持的应用程序。...在 Linux 2.4 内核前主要是 select 和 poll，自 Linux 2.6 内核正式引入 epoll 以来，epoll 已经成为了目前实现高性能网络服务器的必备技术。...以下是一个简单的 Java AIO 示例 import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer

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聊聊Linux IO

而从步骤3到步骤5中间会涉及到大量 Linux IO 的原理，特别是Page Cache 和 Buffer Cache 等缓存。...Linux IO 缓存体系，stdio和内核缓存的区别，Page Cache和Buffer Cache的区别。 Buffered IO、mmap(2)、Direct IO的区别。...综上，既然讨论 Linux 下的 IO 操作，自然是跳过 stdio 库的用户态这一堆东西，直接讨论系统调用层面的概念了。对 stdio 库的 IO 层有兴趣的同学可以自行去了解。...所以后面的讨论基本上是讨论 IO 相关的系统调用和文件系统Page Cache的一些机制。 Linux内核中的IO栈这一小节来看 Linux 内核的 IO 栈的结构。先上一张全貌图[4]： ?...设备层，通过 DMA 与内存直接交互，完成数据和具体设备之间的交互结合这个图，想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO，这些机制怎么和 Linux IO

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