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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。...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。...使用INT 2指令虽然能执行NMI中断处理函数，但是相关硬件不会介入，也就是没有相关的屏蔽NMI中断的操作。...；完成EOI等硬件相关操作；并完成中断处理的相关控制。...4、 在外设/驱动中断处理函数层次往往也有中断使能的功能，比如启用了NAPI的网卡，在中断处理函数开始执行的时候，往往会通过硬件功能关闭该中断，要在对应的软中断完成处理后才通过硬件功能使能该中断。

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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: 类型为 hw_interrupt_type 结构，表示IRQ线对应的硬件相关处理函数，比如 8259A中断控制器 接收到一个中断信号时，需要发送一个确认信号才会继续接收中断信号的，发送确认信号的函数就是...action: 类型为 irqaction 结构，中断信号的处理入口。由于一条IRQ线可以被多个硬件共享，所以 action 是一个链表，每个 action 代表一个硬件的中断处理入口。...next: 每个硬件的中断处理入口对应一个 irqaction 结构，由于多个硬件可以共享同一条IRQ线，所以这里通过 next 字段来连接不同的硬件中断处理入口。...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。

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Linux内核17-硬件如何处理中断和异常

在上一篇文章中，我们已经了解了中断和异常的一些概念，对于中断和异常也有了大概的理解。那么，系统中硬件到底是如何处理中断和异常的呢？本文我们就以常见的X86架构为例，看看中断和异常的硬件工作原理。...然后通过APIC总线发送给目标APIC，该APIC就会给自己的CPU发送一个相应的中断。 CPU间的中断（简称IPI）是多核系统一个重要组成部分。Linux有效地利用它们，在CPU之间传递消息。...内核必须为每种异常提供专用的处理函数。对于某些异常，CPU控制单元也会产生硬件错误码，并将其压入内核态栈，然后再启动异常处理函数。 下表是异常列表，列出了异常号，名称，类型等等。...陷阱门 同中断门类似，只是不会修改IF标志。 4 中断和异常的硬件处理 现在，我们来探究一下CPU控制单元是如何处理中断和异常的。我们假设内核已经完成初始化，CPU工作在保护模式下。...其实对于Linux来说，只使用了supervisor和user两种特权等级。所以中断应该都是在supervisor特权等级下运行。

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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...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。...当发生中断时，可以读取下列寄存器判断是否发生了中断、发生了哪个中断： Pending reqeust register 要使用EXTI，流程如下： 翻译如下： 配置EXTI_IMR：允许EXTI发出中断...处理中断时，程序可以写NVIC的寄存器，清除中断。 涉及的寄存器： 我们暂时只需要关注：ISER(中断设置使能寄存器)、ICPR(中断清除挂起寄存器)。

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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....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....(另外, 这里如果开中断, 正在处理的这个中断一般也是会被阻塞的. 因为正在处理某个中断的时候, 硬件中断控制器上的这个中断并未被ack, 硬件不会发起下一次相同的中断.)...关于调度 上面的流程中, 还隐含了一个问题, 整个处理过程是持续占有CPU的(除了开中断情况下可能被新的中断打断以外). 并且, 中断处理的这几个阶段中, 程序不能够让出CPU!...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

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linux内核缺页中断处理

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。...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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Exynos4412 中断处理流程详解

Linux 中，当外设触发中断后，大体处理流程如下： 　　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; 　　...相关的模块会进行现场恢复; 　　总结下来，整个过程可以分为三部分：1、硬件处理部分;2、汇编处理部分;3、C 处理部分; 　　下面我们来追踪一下代码，了解当中断发生时，Linux 是如何处理的，前面的一些中断初始化部分就不再这里详述了...，下面开始具体分析： 　　一、硬件处理部分 　　当一切准备好之后，一旦打开处理器的全局中断就可以处理来自外设的各种中断事件了。 　　...),提供了这个中断的处理函数的入口,通过它可以调用用户注册的中断处理函数 　　include/linux/irq.h 　　{ 　　......... 　　...这里调用desc->handle_irq分为俩种情况，一是单独的中断号的，一是共享中断号的，俩者的区别在于后者需要先判断是共享中断的中的哪一个然后再真正的去调用handle_irq，所以我这里分析一下单独中断号的处理流程

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Linux系统驱动之GIC驱动程序对中断的处理流程

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...视频观看 百问网驱动大全 GIC驱动程序对中断的处理流程 资料下载 视频观看 1....一级中断控制器处理流程 2. 多级中断控制器处理流程 参考资料： linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析 使用逐步演进的方法才能形象地理解。 1....一级中断控制器处理流程 对于irq_desc，内核有两种分配方法： 一次分配完所有的irq_desc 按需分配(用到某个中断才分配它的irq_desc 现在的内核基本使用第1种方法。...多级中断控制器处理流程 假设GPIO模块下有4个引脚，都可以产生中断，都连接到GIC的33号中断 GPIO也可以看作一个中断控制器，对于它的4个中断 对于GPIO模块中0~3这四个hwirq，一般都会一下子分配四个

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Linux 网络中断下半部处理

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： ?...当 CPU 接收到网卡的硬件中断后，便会调用网卡驱动向内核注册的中断处理服务，如 NS8390网卡驱动 会向内核注册 ei_interrupt 中断服务。...由于在处理硬件中断服务时会关闭硬件中断，所以在处理硬件中断服务的过程中，如果发生了其他的硬件中断，也不能得到有效的处理，从而导致硬件中断丢失的情况。...为了避免这种情况出现，Linux 内核把中断处理分为：中断上半部 和 中断下半部，上半部在关闭中断的情况下进行，而下半部在打开中断的情况下进行。...对于 Linux 内核的中断处理机制可以参考我们之前的文章 Linux中断处理，这里就不详细介绍了。在本文中，我们只需要知道网络中断下半部处理例程为 net_rx_action 函数即可。

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Linux 内核如何处理中断

中断服务程序（ISR）是一个小的程序，用来处理具体的数据，其具体的处理方式依赖于造成中断请求（IRQ）的原因。之前正在运行的进程在中断服务程序（ISR）运行结束前都会被中断。...在过去，中断请求由单独的芯片处理（中断控制器芯片 PIC），I/O 设备直接与中断控制器（PIC）相连。中断控制器（PIC）管理着多种硬件的中断请求（IRQ），并且可以直接与 CPU 通信。...硬件中断 当一个硬件设备想要告诉 CPU 某一需要处理的数据已经准备好后（例如：当键盘被按下或者一个数据包到了网络接口处），它将会发送一个中断请求（IRQ）来告诉 CPU 数据是可用的。...当系统需要实时性时（例如在工业应用中），软件中断会变得重要。你可以在 Linux 基金会的文章中找到更多相关信息：面向嵌入式开发者的实时 Linux 介绍。...（0~n）中断发生次数、硬件来源、硬件源通道信息、以及造成中断请求的设备名。

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Linux 多核下绑定硬件中断到不同 CPU

硬件中断发生频繁，是件很消耗 CPU 资源的事情，在多核 CPU 条件下如果有办法把大量硬件中断分配给不同的 CPU (core) 处理显然能很好的平衡性能。...什么是中断 中文教材上对 “中断” 的定义太生硬了，简单的说就是： 每个硬件设备（如：硬盘、网卡等）都需要和 CPU 有某种形式的通信以便 CPU 及时知道发生了什么事情，这样 CPU 可能就会放下手中的事情去处理应急事件...在计算机里，中断是一种电信号，由硬件产生，并直接送到中断控制器（如 8259A）上，然后再由中断控制器向 CPU 发送信号，CPU 检测到该信号后，就中断当前的工作转而去处理中断。...然后，处理器会通知操作系统已经产生中断，这样操作系统就会对这个中断进行适当的处理。...光有高级可编程中断控制器的硬件支持还不够，Linux 内核还必须能利用到这些硬件特质，所以只有 kernel 2.4 以后的版本才支持把不同的硬件中断请求（IRQs）分配到特定的 CPU 上，这个绑定技术被称为

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Linux 中断子系统(三)：中断处理知识点大全

“依次轮着把产生的中断给各个 CPU，还是说看哪个CPU有空就给哪个CPU来着”，让硬件处理这么复杂的逻辑有些不合适，实际上，GIC 的硬件是不会进行任何判断的，也不会集成任何的算法，它就是根据Interrupt...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。...3、同优先级同是 pending 状态的中断，选择硬件中断号 ID 最小的一个发给CPU。...在中断处理过程中，主要是 GIC 和 CPU 的交互，即便 GIC 支持高优先级中断抢占正在执行的低优先级中断，发信号给 CPU core，但是 CPU core 可以不处理，因为 Linux 中当 CPU...对于这类中断，linux kernel有一套复杂的机制来处理，你可以通过command line参数（noirqdebug）来控制开关该功能。

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一文完全读懂 | Linux中断处理

从物理学的角度看，中断是一种电信号，由硬件设备产生，并直接送入中断控制器（如 8259A）的输入引脚上，然后再由中断控制器向处理器发送相应的信号。...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。...action: 类型为 irqaction 结构，中断信号的处理入口。由于一条IRQ线可以被多个硬件共享，所以 action 是一个链表，每个 action 代表一个硬件的中断处理入口。...next: 每个硬件的中断处理入口对应一个 irqaction 结构，由于多个硬件可以共享同一条IRQ线，所以这里通过 next 字段来连接不同的硬件中断处理入口。...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。

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Linux内核21-Linux内核的中断处理过程

使用这种方法，即使不共享IRQ中断请求线，几个硬件设备也能使用相同的中断号。 众所周知，中断有轻重缓急之分，而且中断处理程序的执行时间不能过长。...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。...为了统一处理这些硬件，Linux内核使用了面向对象的编程思想，构建了一个PIC对象，包含PIC名称和7个PIC标准方法。...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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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...idt3.jpg 硬件中断的实现 硬件中断的IDT初始化和调用流程 这里我们不讲解具体的代码细节，只关注流程 。...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...，然后跳转到common_interrupt执行，可以看到这个common_interrupt是硬件中断的通用处理函数，它里面最主要的就是调用do_IRQ: __visible unsigned int

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Linux内核18-中断和异常的嵌套处理

讲解这部分之前，我们先阐述一个概念-内核控制路径：就是一段在内核态执行的代码，比如说，异常处理程序，中断处理程序，系统调用处理，内核线程等等在内核态执行的代码。...图4-3 内核控制路径的一个嵌套异常的示例 允许内核控制路径嵌套的代价就是中断处理程序不能阻塞，也就是说，中断处理程序运行时不能发生进程切换。...所以，中断的执行不会引起进程的切换，也就可以无限嵌套处理。 中断处理程序可以打断中断或异常处理程序执行，但是反过来，异常不能打断中断处理程序。...中断处理程序绝对不能包含页错误的操作，因为这会诱发进程切换。 Linux嵌套执行中断或异常处理程序的两个主要原因是： 为了提高可编程中断控制器和设备控制器的吞吐量。...内核正在处理一个中断的时候，能够及时响应另一个中断。 实现没有中断优先级的模型。这可以简化内核代码并提高可移植性。 在多核系统中，几个中断或异常处理程序可能会并发执行。

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