在计算机中,中断是指硬件或软件意外或预期事件,暂停了主程序执行以便执行另一部分代码的处理过程。Linux中的中断是在某些事件发生时自动启动的,通过其中断处理例程来响应这些事件。中断处理程序会接管CPU,执行必要的响应,并返回主程序。
硬件中断是计算机中最常见的中断类型,因为硬件设备需要向CPU指示它们需要处理。通常,硬件触发中断是指设备工作的终止或出错。Linux内核为硬件设备分配一定数量的中断向量,以便响应不同的事件。
当硬件设备触发中断时,中断向量即为该事件的标识符。内核通过处理这些中断向量来检测硬件事件。一旦中断处理程序执行,内核将为这些中断向量重新分配布局。
与硬件中断不同,软件中断是由软件本身发起的,可以被称为系统调用。在Linux中,系统调用是程序请求Linux内核执行特定功能的方式。
当程序需要执行系统调用时,其将指定中断向量以及任何必需的参数。内核中的软件中断处理例程检查传递给它的中断向量,并启动适当的响应函数。在程序执行完系统调用后,内核将控制返回给程序。
中断处理程序是为了更高效地解决计算机事件而设计的。面对这些中断,Linux内核采用了中断处理例程优先级的概念,以确保重要的中断始终优先处理。
硬件中断通常采用更高的中断线路优先级,因为硬件事件需要及时响应。通过将硬件中断的优先级设置在软件中断之前,可以确保硬件事件优先于软件事件处理。
在中断处理过程中,Linux采用了一种叫做顶半部(顶半部)和底半部(底半部)的方法。顶半部是由硬件中断触发的,它需要做一些原始处理,这些处理必须立即完成。底半部是由顶半部触发的,它是第一部分的后续处理,可以在处理期间执行其他操作。
在Linux中,中断是处理硬件事件和执行系统调用的关键机制。内核为硬件设备分配中断向量,并根据需要响应处理程序。软件中断是由程序指定的,是调用内核完成特定任务的方式。Linux通过管理中断处理程序的优先级来确保硬件事件得到及时处理,并通过分层处理机制将中断处理分为顶半部和底半部以提高效率。