Linux内核实现中断和中断处理（一）

• Linux实现中断处理

内核是怎么知道应用程序要调用系统调用的呢？或者说应用程序怎么通知系统内核自己需要执行一个系统调用，这是通过软中断实现的，通过引发一个异常来促使系统切换到内核态去执行异常处理程序

PS：什么时候会从用户态切换到内核态呢？1.中断；2.陷阱；3.系统调用

中断分为两种，硬中断和软中断；

在许多处理器体系结构处理异常和处理中断的方式类似，为了助于理解，可以把异常想象成软中断，我们通常说的中断是硬中断，硬中断是由硬件引起而不是软件引起的

每一种中断都有一个对应的中断处理程序，如果一种中断设备可以产生多种中断，那这个中断设备就有多个中断处理程序对应，而一个中断处理程序就是该设备对应的设备驱动程序中的一部分

我们想让中断处理程序运行的快，还想让中断处理程序多干活，显然是有冲突的，所以我们把中断程序分为两个部分，中断处理程序是上半部分，能够被允许稍后完成的工作会推迟到下半部去（注意！在执行中断上半部分的时候，是不允许产生其他中断的，所以设置标志位IRQF_DISABLED ）

举个栗子：拿我们可爱的网卡来说事情吧，例如网卡从网上收集了很多数据包，于是我们的朋友网卡君就通知内核，嘿，我这来了一批新货，要看看么，于是内核屁颠屁颠的去处理了（调用中断处理程序）中断开始执行，通知硬件开始拷贝数据（从网卡到内存），这件事是很紧迫的，因为网卡有一定的缓存，超过缓存这家伙就不干活了（丢弃数据包），为了压榨网卡（让他好好干活），内核必须尽快处理这件事情，而且这件事情是硬件相关的（就是和网卡脱不了干系），没了网卡干不了，不能延后，拷贝完这些数据包之后的事情就可以放到下部分了，于是内核忙完了，又去处理刚才被中断的进程了

• 中断处理程序标志

IRQF_DISABLED——在执行当前中断处理程序的时候，禁止所有其他的中断（野蛮！！尽量给想要尽快运行的轻量级中断使用）

IRQF_SAMPLE_RANDOM——表明这个设备的中断对内核熵池有贡献

　　PS：内核熵池负责提供从各种随机事件导出真正的随机数，就是说中断啥时候来（随机的），有个中断产生速率（自然也随机了），就拿去扔池      子里产生随机数用了。。。和中断关系似乎不是很大

IRQF_TIMER——专门为系统定时器的中断处理而准备的

IRQF_SHARED——共享中断线，中断线可以理解为中断单独对着的一个号，同时一个号可以对应多个终端

• 中断和锁之间不得不说的那些事儿

这里简单的把锁分为两类，自旋锁和睡眠锁（当然对应着很多具体的锁），分为两类是因为，自旋锁是可以用于中断（争用该锁会导致忙循环）的，但是拥有睡眠性质的锁是不能用于中断（争用该锁会导致睡眠），只能用于进程。我们之前说了，中断处理程序的上半部分是很紧迫的，这么紧迫的事情你怎么可以去睡眠偷懒呢？！哪怕现在轮不到你，你也得给我等着！

为什么不能让中断睡眠？因为睡眠是为了进程调度存在的，但是中断处理程序一旦睡眠不仅没有事件可以唤醒中断处理程序，而且无法调度，因为进程有个进程号，但是中断没有，一旦当前的中断处理睡眠了，没有其他的东西会获得处理器，而且中断处理永远不会被唤醒，那么系统就会瘫痪

一定要在获取锁之前，禁止本地中断！！！为啥呢？见下图

 

欲知下半部分如何，且听下回分解