内核学习——5、中断

硬中断:

是一个异步信号,或需要改变执行一个同步事件

外设产生,基于IRQ,CPU将相应请求给到硬件驱动处理事务

处理中断的驱动需要运行在CPU上的,中断产生时,CPU停止当前程序去处理中断请求,一个IRQ中断一个CPU

软中断:

类似硬中断,但软中断仅仅由当前运行的进程产生

通常软中断是对于写IO的请求

软中断不会直接中断CPU,只有当前运行的进程才会产生软中断,软中断是一种需要内核为正在运行的进程去做一些事情(通常为IO)的请求

区别:

硬中断由外设引发,软中断是执行中断指令产生

硬中断的中断号是由中断控制器提供,软中断的中断号是由指令直接指出,无需中断控制器

硬件中断是可屏蔽的,软中断不可屏蔽

硬中断处理程序要确保它能快速完成任务,称为上半部

软中断处理硬中断未完成的工作,属于下半部

处理方式:硬中断是由CPU直接中断正在运行的程序,去处理中断源的请求;软中断需要将CPU的控制权转移到中断处理程序或其他特定的指令,待其处理完毕之后,再继续被打断的程序

来源:硬件中断通常来自外设请求,软中断通常来自操作系统的输入输出软件或者用户程序的错误

系统响应:硬中断是强制性的,CPU不管当前程序有多关键,都必须暂停去执行IRQ;软中断时系统会先把原先运行的程序执行完毕,再执行中断处理程序

  • 1、smp系统中,中断发给哪个CPU由GIC中断控制器的GICD_ITARGETSRs寄存器设置,每8bit设置一个中断的目标CPU,bit0代表CPU0,以此类推;对应的bit为0时,表示不可发送给对应的CPU,为1时,表示可发送给对应的CPU
  • 2、中断执行过程如下:
    发生中断------》CPU关中断------》执行中断上半部分------》CPU开中断------》执行softirq或者tasklet、workqueue等下半部分------》CPU关中断------》中断退出同时打开CPU中断------》中断处理线程、软中断处理线程、工作队列
  • 3、中断上下文不能睡眠,因为中断上半部是在CPU关中断下执行的,若是睡眠,则永远无法被唤醒,CPU再也不响应中断,导致系统不能正常工作
  • 4、中断处理线程、软中断处理线程、工作队列,都执行在进程上下文,可以睡眠
  • 5、软中断的回调函数执行过程中可以响应本地中断,因为它在开中断情况下执行
  • 6、同一种软中断softirq的处理函数可以在多个处理器上同时执行,处理函数必须可以重入,需要使用锁保护临界区;
    同一个小任务tasklet同一时刻只能在同一个处理器上执行,不需要重入
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