linux内核之中断机制

**Linux 内核之中断机制**

中断是操作系统中一个非常重要的概念，它允许硬件设备在需要时向 CPU 发送信号，请求处理。Linux 内核中的中断机制是一个复杂而高效的系统，能够有效地管理和处理来自硬件设备的中断请求。在本文中，我们将深入探讨 Linux 内核之中断机制。

**什么是中断**

中断是一种特殊类型的 CPU 指令，它可以暂时停止当前正在执行的程序，并转到一个特定的中断服务例程（ISR）。中断通常由硬件设备触发，例如键盘按键、鼠标移动或网络包到达等。中断机制允许操作系统在需要时响应这些事件。

**中断类型**

Linux 内核支持两种类型的中断：

1. **软中断（Soft Interrupt）**：软中断是由软件触发的中断，例如通过 `irq_handler` 函数。
2. **硬中断（Hard Interrupt）**：硬中断是由硬件设备触发的中断。

**中断处理流程**

当硬件设备触发一个中断时，CPU 会暂时停止当前正在执行的程序，并转到一个特定的中断服务例程（ISR）。中断处理流程如下：

1. **中断请求**：硬件设备向 CPU 发送中断请求。
2. **中断捕获**：CPU 捕获中断请求并暂时停止当前正在执行的程序。
3. **中断服务例程（ISR）**：CPU 转到一个特定的 ISR，处理中断请求。
4. **中断结束**：ISR 完成后，CPU 回复到原来的程序。

**Linux 内核中的中断机制**

Linux 内核中的中断机制是一个复杂而高效的系统。以下是 Linux 内核中的中断机制的一些关键组件：

1. **irq_handler**：这是一个函数指针，指向一个特定的 ISR。
2. **irq_desc**：这是一个结构体，描述了一个中断描述符（IRQ）。
3. **irq_chip**：这是一个结构体，描述了一个中断芯片。

以下是 Linux 内核中的中断机制的一个示例代码：

c// irq_handler函数指针void (*irq_handler)(int irq, void *dev_id);

// irq_desc结构体struct irq_desc {
 unsigned int irq;
 struct irqaction *action;
};

// irq_chip结构体struct irq_chip {
 void (*mask)(struct irq_data *);
 void (*unmask)(struct irq_data *);
};

c// 中断服务例程（ISR）
void my_isr(int irq, void *dev_id) {
 // 处理中断请求}

// 注册中断描述符（IRQ）
int register_irq_desc(unsigned int irq, struct irqaction *action) {
 struct irq_desc *desc = kmalloc(sizeof(*desc), GFP_KERNEL);
 if (!desc)
 return -ENOMEM;

 desc->irq = irq;
 desc->action = action;

 // 注册中断描述符（IRQ）
 register_irq(desc);

 return0;
}

// 注销中断描述符（IRQ）
void unregister_irq_desc(unsigned int irq) {
 struct irq_desc *desc = get_irq_desc(irq);
 if (desc)
 unregister_irq(desc);
}