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Linux内核硬中断软中断的原理和实现

如果中断的线是激活的，中断控制器就把电信号发送给处理器的某个特定引脚。处理器于是立即停止自己正在做的事，跳到中断处理程序的入口点，进行中断处理。...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。

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Linux 中断子系统(二)：GIC 中断控制器

我们重点要看的肯定是中间的 GIC 部分，GIC 将众多的中断源分为分为三类： ①、SPI(Shared Peripheral Interrupt)，共享外设中断，该中断来自于外设，所有 Core 共享的中断...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。...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。...寄存器分布，不同东西的寄存器开头不一样： GIC-v 3的中断号规定如下，来源于ARM官方文档。最主要的区别就是增加了 LPI 这个中断类型，是基于消息的中断。

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Linux的中断下半部机制的对比

Linux有以下几种下半部机制：软中断 tasklet workqueue threaded irq 　中断服务程序一般都是在中断请求关闭的条件下执行的,以避免嵌套而使中断控制复杂化。...因此，Linux内核的目标就是尽可能快的处理完中断请求，尽其所能把更多的处理向后推迟。...例如，假设一个数据块已经达到了网线，当中断控制器接受到这个中断请求信号时，Linux内核只是简单地标志数据到来了，然后让处理器恢复到它以前运行的状态，其余的处理稍后再进行（如把数据移入一个缓冲区，接受数据的进程就可以在缓冲区找到数据...我们这节先讲中断线程，其接口如下： /include/linux/interrupt.h extern int __must_check request_threaded_irq(unsigned int...linux中断线程化（threaded irq）和工作队列（work queue）的异同两者差异： 1、调度优先级不同： threaded irq handler所在的进程（内核线程），调度类别是SCHED_FIFO

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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。...，如果有中断请求，则运行对应的中断服务程序，然后返回被中断的计算任务继续执行。...第2部分是获取正在被CPU处理的中断的优先级的中断的优先级，通过这里，读者更能具体的理解了8259A为什么需要这些寄存器记录中断的状态。

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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。...对应I/O APIC和local APIC的组合，其连接方式见下图 ? 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。...中断的执行CPU 通过中断初始化过程我们知道：中断在那个CPU上执行，取决于在那个CPU上申请了vector并配置了对应的中断控制器(比如local APIC)。...如果想要改变一个中断的执行CPU，必须重新申请vector并配置中断控制器。

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扒开 Linux 中断的底裤之 workqueue

workqueue 是除了 softirq 和 tasklet 以外最常用的下半部机制之一。workqueue 的本质是把 work 交给一个内核线程，在进程上下文调度的时候执行。...或者 pool_workqueue 的指针 entry：用于添加到其他队列上 func：工作任务的处理函数，在内核线程中回调 workqueue_struct ：工作的集合。...workqueue 和 work 是一对多的关系。内核中工作队列分为两种： bound：绑定处理器的工作队列，每个 worker 创建的内核线程绑定到特定的 CPU 上运行。...的数量 idle_list：处于 IDLE 状态的 worker 添加到本链表 busy_hash：工作状态的 worker 添加到本哈希表中 workers：worker_pool 管理的 worker...经过上面两个阶段的初始化，workqueue 子系统基本就已经将数据结构的关联建立好了，当有 work 来进行调度的时候，就可以进行处理了。

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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。...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...对于ARM架构的CPU不存在中断嵌套中调用软件中断的问题，因为ARM架构的CPU在处理硬件中断的过程中是关闭掉中断的。...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 BSP实战课（中断篇）：中断控制器的硬件实现

中断在系统中的作用中断机制在处理器中扮演着一个至关重要的角色，它是处理器异步响应外围设备请求的核心方式。...从技术的深层次来看，中断是处理器在正常运行过程中，因外部或内部事件（如外围设备的输入/输出请求、异常错误等）而暂时中断当前执行的程序，转而执行特定的中断服务程序（Interrupt Service Routine...系统调度是操作系统根据一定的策略选择下一个要执行的进程或线程的过程。当中断发生时，处理器可能会根据中断的类型和优先级来决定是否切换当前执行的上下文，从而实现任务的快速切换和调度。...SPI (Shared Peripheral Interrupt)：公用的外部设备中断，也定义为共享中断。中断产生后，可以分发到某一个CPU上。比如按键触发一个中断，手机触摸屏触发的中断。...LPI 始终是基于消息的中断，它们的配置保存在表中而不是寄存器。比如 PCIe 的 MSI/MSI-x 中断。

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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。...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。...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:

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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。...虚拟中断在探讨Guest模式的CPU处理中断前，我们首先回顾一下物理CPU是如何响应中断的。

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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...IDT 中断描述符表本身的存储 IDT 中断描述符表的物理地址存储在IDTR寄存器中，这个寄存器存储了IDT的基地址和长度。...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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Linux内核21-Linux内核的中断处理过程

Linux将中断要执行的操作分为三类：关键中断比如响应PIC控制器发送的中断，重新编程设置PIC或者设备控制器，更新设备和处理器访问的数据结构等。...中断向量表在表4-2中，我们列出了IRQ的分配，中断号对应32-238。另外，Linux使用中断号128实现系统调用。...通过设备的程序进行设置。用户可以选择可用的IRQ请求线或者自行探查系统可用的IRQ中断请求线。在系统启动阶段，按照硬件协议进行申请，然后通过协商，尽可能减少冲突。...但是不幸的是，有时候硬件在分配中断时会发生错误（比如，基于奔腾4的SMP主板就有这样的问题）。因此，Linux2.6内核使用一个特定的内核线程叫kirqd进行纠正IRQ的自动分配（如果有必要的话）。...设置了IRQ_INPROGRESS 多核系统中，此时可能另外一个CPU可能正在处理先前发生的相同中断。Linux对此的处理方式就是延后处理。

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聊聊 Linux 中断机制

我没有查到中断到底是何时引入的，但是从 Linux 问世以来就已经有了，而且 Linux 是基于 UNIX 开发的，可以认为 UNIX 就已经引入中断机制了，而且换个角度来说，UNIX 作为如此著名的操作系统...对于 Linux 内核来说，中断信号分为两类：硬件中断和软件中断，每个中断是由 0 - 255 之间的一个数字来标识。...在 Linux 系统中，将 int32 - int47 对应于 8259A 中断控制芯片发出的硬件中断请求信号 IRQ0 - IRQ15，并把程序编程发出的系统调用中断设置为 int128 ，也就是 0x80...最常见的情况就是 Linux 中的这些中断不会所有的都用到，有些中断是保留中，另外对于系统中所使用的一些中断，内核会在其初始化过程中重新设置这些中断描述符，让他们指向实际的处理过程。...另外，在设置中断描述符表 IDT 表时 Linux 内核使用了中断门和陷阱门两种门描述符。它们之间的区别在于对标志寄存器 EFLAGS 中的中断允许标志 IF 的影响。

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Linux系统中断的硬件框架

资料下载 coding无法使用浏览器打开，必须用git工具下载： git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git...它们都有自己的寄存器，可以进行相关设置：使能中断、中断状态、中断类型等等。中断控制器各种中断源发出的中断信号，汇聚到中断控制器。可以在中断控制器中设置各个中断的优先级。...中断控制器会向CPU发出中断信号，CPU可以读取中断控制器的寄存器，判断当前处理的是哪个中断。...CPU也有自己的寄存器，可以设置它来使能/禁止中断，这是中断处理的总开关。...把中断发给CPU 3.2.3 NVIC 多个中断源汇聚到NVIC，NVIC的职责就是从多个中断源中取出优先级最高的中断，向CPU发出中断信号。

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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。...： handler: 中断处理的入口函数，handler 的第一个参数是中断号，第二个参数是设备对应的ID，第三个参数是中断发生时由内核保存的各个寄存器的值。...这里要注意的是，如果中断处理过程能够开启中断的，那么就把中断打开（因为CPU接收到中断信号时会关闭中断）。...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

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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。...unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev); 其中： irq：要申请的中断号...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的中断可以嵌套吗？

问答问：Linux的中断可以嵌套吗？答：以前是可以嵌套的，现在不可以！...历史早前的Linux内核版本，中断分为两种：快中断，申请的时候带IRQF_DISABLED标记，在IRQ HANDLER里面不允许新的中断进来; 慢中断，申请的时候不带IRQF_DISABLED标记...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： request_irq(FLOPPY_IRQ, floppy_interrupt,\ - IRQF_DISABLED...也就是说，从这个commit开始，实际Linux已经不再支持中断的嵌套, 也没有快慢中断的概念了，IRQF_DISABLED标记也作废了。...Linux内核会在如下2个时候重新开启CPSR对IRQ的响应：从IRQ HANDLER返回中断底半部的SOFTIRQ 从IRQ HANDLER返回一个线程上下文从1大家可以看出，SOFTIRQ里面是可以响应中断的

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Linux内核笔记之中断映射

硬中断和虚拟中断号在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。...对于软件工程师而言，我们不需要care是中断哪个中断控制器的第几个中断号, 因此linux kernel提供了一个虚拟中断号的概念。...irq_domain 接下来讨论硬件中断号是如何映射到虚拟中断号的linux kernel提供irq_domain的管理框架，将hwirq映射到虚拟中断号上。...外设的驱动初始化过程中，创建硬中断和虚拟中断号的映射关系设备的驱动在初始化的时候可以调用irq_of_parse_and_map这个接口函数进行该device node中和中断相关的内容的解析，并建立映射关系

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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....由于这一步是在开中断条件下进行的，这里还可能发生新的中断（中断嵌套），然后新中断对应的中断处理又将开始一个新的第一阶段~第三阶段。在新的这个第三阶段中，可能又会触发新的软中断。...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....(montavista的目标是实时性, 这样的做法牺牲了一定的整体性能.) 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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