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。
a -- 具体CPU architecture相关的模块会进行现场保护,然后调用machine driver对应的中断处理handler;
每一种技术的出现必然是因为某种需求。正因为人的本性是贪婪的,所以科技的创新才能日新月异。
本节目标: 分析在linux中的中断是如何运行的,以及中断3大结构体:irq_desc、irq_chip、irqaction 在裸板程序中(参考stmdb和ldmia详解): 1.按键按下, 2
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。
所谓实时,就是一个特定任务的执行时间必须是确定的,可预测的,并且在任何情况下都能保证任务的时限(最大执行时间限制)。实时又分软实时和硬实时,所谓软实时,就是对任务执行时限的要求不那么严苛,即使在一些情况下不能满足时限要求,也不会对系统本身产生致命影响,例如,媒体播放系统就是软实时的,它需要系统能够在1秒钟播放24帧,但是即使在一些严重负载的情况下不能在1秒钟内处理24帧,也是可以接受的。所谓硬实时,就是对任务的执行时限的要求非常严格,无论在什么情况下,任务的执行实现必须得到绝对保证,否则将产生灾难性后果,例如,飞行器自动驾驶和导航系统就是硬实时的,它必须要求系统能在限定的时限内完成特定的任务,否则将导致重大事故,如碰撞或爆炸等。
Ingo Molnar 的实时补丁是完全开源的,它采用的实时实现技术完全类似于Timesys Linux,而且中断线程化的代码是基于TimeSys Linux的中断线程化代码的。这些实时实现技术包括:中断线程化(包括IRQ和softirq)、用Mutex取代spinlock、优先级继承和死锁检测、等待队列优先级化等。
MMA7660FC 是 ± 1.5 克的三轴数字输出、超低功率、紧凑型电容式微电机的三轴加速度计,是非常低功耗,小型容性 MEMS 的传感器。具有低通滤波器,用于偏移和增益误差补偿, 以及用户可配置的转换成 6 位分辨率,用户可配置输出速率等功能。MMA7660芯片可以通过中断引脚(INT)向外通知传感器数据变化、方向、姿态识别等信息。模拟工作电压范围是 2.4V 至 3.6V,数字工作电压范围是 1.71V 到 3.6V 。常用在手机、掌上电脑、车载导航,便携式电脑的防盗,自动自行车刹车灯、运动检测手环、数码机、自动叫醒闹钟里等等。
从本质上来讲,中断是一种电信号,当设备有某种事件发生时,它就会产生中断,通过总线把电信号发送给中断控制器。
在之前的文章中,讲解中断处理相关的概念的时候,提到过有些任务不是紧急的,可以延后一段时间执行。因为中断服务例程都是顺序执行的,在响应一个中断的时候不应该被打断。相反,这些可延时任务执行时,可以使能中断。那么,将这些任务从中断处理程序中剥离出来,可以有效地保证内核对于中断响应时间尽可能短。这对于时间苛刻的应用来说,这是一个很重要的属性,尤其是那些要求中断请求必须在毫秒级别响应的应用。
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。
一般的linux都是GPOS(通用)内核。GPOS是不保证实时的,但是对于大多数应用程序来说是没有问题的。GPOS可以充分利用物理资源。但在实时性要求性比较高的场景需要使用实时内核,RT内核。RT的代价就是牺牲掉了资源利用率,使得相同的资源生产能力下降。
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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。
设备的中断会打断内核进程中的正常调度和运行,系统对更高吞吐率的追求势必要求中断服务程序尽量短小精悍。但是,这个良好的愿望往往与现实并不吻合。在大多数真实的系统中,当中断到来时,要完成的工作往往并不会是短小的,它可能要进行较大量的耗时处理。 下图描述了Linux内核的中断处理机制。为了在中断执行时间尽量短和中断处理需完成的工作尽量大之间找到一个平衡点,Linux将中断处理程序分解为两个半部:顶半部和底半部。
“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
软中断的出现和linux系统对中断的划分是分不开的。linux系统将整个中断处理过程分为了两部分,分别为上半部(Top Half)和下半部(Bottom Half),之所以要这样分是因为关闭中断的时间不能过长,也就是在关闭中断期间尽可能少干事,否则影响整个系统的性能。所以linux系统将中断处理分为两部分,在上半部全程关闭中断,下半部打开中断。而在上半部主要干一些和硬件有关的操作,速度快,在下部分做一些耗时的操作。这样一来既能保证系统效率又能处理各种中断。
先占个位置,在实验楼做实验,刚做完一半忘了延续时间,结果之前写的代码神马的全没了。让我先去角落哭会,总结明天再写。2015-04-04
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。
在高执行级别下,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址,这种CPU执行级别就对应着内核态。
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。
Workqueue 工作队列是利用内核线程来异步执行工作任务的通用机制,利用进程上下文来执行中断处理中耗时的任务,因此它允许睡眠。而 Softirq 和 Tasklet 在处理任务时不能睡眠。Softirq 是内核中常见的一种下半部机制,适合系统对性能和实时响应要求很高的场合,比如网络子系统,块设备,高精度定时器,RCU 等。
mpstat: mpstat 不但能查看所有CPU的平均信息,还能查看指定CPU的信息。
目标: (1)创建Source Insight 工程,方便后面分析如何启动内核的 (2)分析uboot传递参数,链接脚本如何进入stext的 (3) 分析stext函数如何启动内核: (3.1
实时分为硬实时和软实时,硬实时要求绝对保证响应时间不超过期限,如果超过期限,会造成灾难性的后果,例如汽车在发生碰撞事故时必须快速展开安全气囊;软实时只需尽力使响应时间不超过期限,如果偶尔超过期限,不会造成灾难性的后果.
中断是计算机体系结构中的一个重要概念,用于处理器响应异步事件。中断设计对于提高计算机系统的性能和响应能力至关重要。下面详细讲解中断的工作原理、类型、中断处理流程以及中断设计的关键组件,并附上逻辑示意图。
slab分配器设计的需求 在Linux内核的内存子系统中,伙伴系统无疑处于内存管理的核心地带,但是如果将内存管理从逻辑上分层,它的位置则处于最底层。Buddy是所有物理内存的管家,不论使用何种接口申请内存都要经由伙伴系统进行分配。但是,伙伴系统管理的物理内存是以页为单位,以4K页为例,它也包含了4096个字节。但是无论是内核自己还是用户程序,在日常的使用中都很少会需要使用四千多字节大小的内存。试想如果我们仅需要为10个字符的字符串分配内存,但是伙伴系统却给了我们一页,那这一页剩余没有使用的内存就浪费了,而且
网络设备不同于字符设备和块设备,并不对应于/dev目录下的文件,应用程序通过 socket 完成与网络设备的交互,在网络设备上并不体现”一切皆文件”的设计思想。
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:
接上一篇分析: 《bootloader启动之【 Pre-loader -> Lk】》
实时系统要求对事件的响应时间不能超过规定的期限,响应时间是指从某个事件发生到负责处理这个事件的进程处理完成的时间间隔,最大响应时间应该是确定的、可以预测的。
综述 在上一篇介绍了linux驱动的调试方法,这一篇介绍一下在驱动编程中会遇到的并发和竟态以及如何处理并发和竞争。 首先什么是并发与竟态呢?并发(concurrency)指的是多个执行单元同时、并行被执行。而并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局、静态变量)的访问则容易导致竞态(race conditions)。可能导致并发和竟态的情况有: SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构。SMP是一种紧耦合、共享存储的系统模型,它的特点是多个CPU使用共同的系统总线
如果是CPU发起的,在CPU的硬件缓存中,就会保存相应的页内容。如果这个页本来没有存在于硬件缓存中,那么它的到来,势必会将原本为其他的页缓存的内容挤出硬件缓存。
Redis 服务端的总体请求量从年初最开始日访问量百亿次级别上涨到高峰时段的万亿次级别,给运维和架构团队都带来了极大的挑战。
1)首先用户态的write()函数会进入glibc库,里面会将write()转换为swi(Software Interrupt)指令,从而产生软件中断,swi指令如下所示:
POSIX threads(简称Pthreads)是在多核平台上进行并行编程的一套常用的API。线程同步(Thread Synchronization)是并行编程中非常重要的通讯手段,其中最典型的应用就是用Pthreads提供的锁机制(lock)来对多个线程之间共 享的临界区(Critical Section)进行保护(另一种常用的同步机制是barrier)。
本文讲述如何使用Linux内核API实现系统调用,通过分析Linux内核源代码,实现一个简单的系统调用,用于打印应用程序的寄存器内容。首先,在内核中添加一个简单的系统调用,然后编写应用程序使用该系统调用,最后在应用程序中调试该系统调用。
工作队列(work queue)是另外一种将工作推后执行的形式,tasklet(小任务机制)有所不同。工作队列可以把工作推后,交由一个内核线程去执行,也就是说,这个下半部分可以在进程上下文中执行。这样,通过工作队列执行的代码能占尽进程上下文的所有优势。最重要的就是工作队列允许被重新调度甚至是睡眠。
在后续课程中我们把GIC之下的中断控制器分为两类:链式(chained)、层级(hierarchy)。
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:
前面有篇文章使用杂项设备完成了按键驱动的编写,实现了按键轮询检测,通过read函数向应用层传递按键值,这篇文章使用按键为例,介绍Linux内核里中断的注册方法,使用中断的方式检测按键是否按下,中断在单片机、设备驱动开发里使用的都非常多,可以更加实时的检测到按键触发的情况。
在上一篇博客 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ④ ( 打开 Linux 内核编译 菜单配置 |菜单配置中的光标移动与选中状态 | 保存配置 | 配置项帮助文档 ) 中 , 已经将编译配置保存到了 .config 文件中 ;
基于i.MX6ULL平台设计实现掉电检测功能,首先选择一路IO,利用IO电平变化触发中断,在编写驱动时捕获该路GPIO的中断,然后在中断响应函数中发送信号通知应用程序掉电发生了。
在内核里,使用gic_chip_data结构体表示GIC,gic_chip_data里有什么?
最核心的结构体是irq_desc,之前为了易于理解,我们说在Linux内核中有一个中断数组,对于每一个硬件中断,都有一个数组项,这个数组就是irq_desc数组。
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