linux软中断和工作队列的作用是什么

发布日期： 2022-04-14 阅读量： 作者： 网络

linux中软中断和工作队列的作用是实现中断处理。软中断和工作队列是中断上下部机制中的下半部实现机制。软中断不能睡眠、不能阻塞、不能进程间切换，只能被硬件中断打断；而工作队列可以睡眠，也能被阻塞，能够在不同的进程间切换，以完成不同的工作。

linux软中断和工作队列的作用是什么

本教程操作环境：linux5.9.8系统、Dell G3电脑。

linux中软中断和工作队列的作用是实现中断处理。

1.中断概念

中断是指在CPU正常运行期间，由于内外部事件或由程序预先安排的事件引起的CPU暂时停止正在运行的程序，转而为该内部或外部事件或预先安排的事件服务的程序中去，服务完毕后再返回去继续运行被暂时中断的程序。Linux中通常分为外部中断（又叫硬件中断）和内部中断（又叫异常）。

在实地址模式中，CPU把内存中从0开始的1KB空间作为一个中断向量表。表中的每一项占4个字节。但是在保护模式中，有这4个字节的表项构成的中断向量表不满足实际需求，于是根据反映模式切换的信息和偏移量的足够使得中断向量表的表项由8个字节组成，而中断向量表也叫做了中断描述符表（IDT）。在CPU中增加了一个用来描述中断描述符表寄存器（IDTR），用来保存中断描述符表的起始地址。

2. Linux中断处理

2.1 系统中断号

　　由上述中断定义可知，系统中断向量表中共可保存256个中断向量入口，即IDT中包含的256个中断描述符（对应256个中断向量）。

　　而0-31号中断向量被intel公司保留用来处理异常事件，不能另作它用。对这 0-31号中断向量，操作系统只需提供异常的处理程序，当产生一个异常时，处理机就会自动把控制转移到相应的处理程序的入口，运行相应的处理程序；而事实上，对于这32个处理异常的中断向量，2.6版本的 Linux只提供了0-17号中断向量的处理程序，其对应处理程序参见下表、中断向量和异常事件对应表；也就是说，17-31号中断向量是空着未用的。

中断向量号	异常事件	Linux的处理程序
0	除法错误	pide_error
1	调试异常	Debug
2	NMI中断	Nmi
3	单字节，int 3	Int3
4	溢出	Overflow
5	边界监测中断	Bounds
6	无效操作码	Invalid_op
7	设备不可用	Device_not_available
8	双重故障	Double_fault
9	协处理器段溢出	Coprocessor_segment_overrun
10	无效TSS	Incalid_tss
11	缺段中断	Segment_not_present
12	堆栈异常	Stack_segment
13	一般保护异常	General_protection
14	页异常	Page_fault
15	（intel保留）	Spurious_interrupt_bug
16	协处理器出错	Coprocessor_error
17	对齐检查中断	Alignment_check

　　0-31号中断向量已被保留，那么剩下32-255共224个中断向量可用。这224个中断向量又是怎么分配的呢？2.6版本的Linux中，除了0x80 (SYSCALL_VECTOR)用作系统调用总入口之外，其他都用在外部硬件中断源上，其中包括可编程中断控制器8259A的15个irq；事实上，当没有定义CONFIG_X86_IO_APIC时，其他223(除0x80外)个中断向量，只利用了从32号开始的15个，其它208个空着未用。

　2.2 中断请求

　　2.2.1 中断请求概述

　　外部设备当需要操作系统做相关的事情的时候，会产生相应的中断。

　　设备通过相应的中断线向中断控制器发送高电平以产生中断信号，而操作系统则会从中断控制器的状态位取得那根中断线上产生的中断。而且只有在设备在对某一条中断线拥有控制权，才可以向这条中断线上发送信号。也由于现在的外设越来越多，中断线又是很宝贵的资源不可能被一一对应。因此在使用中断线前，就得对相应的中断线进行申请。无论采用共享中断方式还是独占一个中断，申请过程都是先讲所有的中断线进行扫描，得出哪些没有别占用，从其中选择一个作为该设备的IRQ。其次，通过中断申请函数申请相应的IRQ。最后，根据申请结果查看中断是否能够被执行。

　　2.2.2 中断相关结构

　　中断中核心处理数据结构为irq_desc，它完整的描述了一条中断线，Linux 2.6。22.6中源码如下。

　　irq_desc定义在include/linux/irq.h中

/**
 * struct irq_desc - interrupt descriptor
 *
 * @handle_irq:        highlevel irq-events handler [if NULL, __do_IRQ()]
 * @chip:        low level interrupt hardware access
 * @msi_desc:        MSI descriptor
 * @handler_data:    per-IRQ data for the irq_chip methods
 * @chip_data:        platform-specific per-chip private data for the chip
 *            methods, to allow shared chip implementations
 * @action:        the irq action chain
 * @status:        status information
 * @depth:        disable-depth, for nested irq_disable() calls
 * @wake_depth:        enable depth, for multiple set_irq_wake() callers
 * @irq_count:        stats field to detect stalled irqs
 * @irqs_unhandled:    stats field for spurious unhandled interrupts
 * @lock:        locking for SMP
 * @affinity:        IRQ affinity on SMP
 * @cpu:        cpu index useful for balancing
 * @pending_mask:    pending rebalanced interrupts
 * @dir:        /proc/irq/ procfs entry
 * @affinity_entry:    /proc/irq/smp_affinity procfs entry on SMP
 * @name:        flow handler name for /proc/interrupts output */struct irq_desc {
    irq_flow_handler_t    handle_irq;    struct irq_chip        *chip;    struct msi_desc        *msi_desc;    void            *handler_data;    void            *chip_data;    struct irqaction    *action;    /* IRQ action list */
    unsigned int        status;        /* IRQ status */

    unsigned int        depth;        /* nested irq disables */
    unsigned int        wake_depth;    /* nested wake enables */
    unsigned int        irq_count;    /* For detecting broken IRQs */
    unsigned int        irqs_unhandled;
    spinlock_t        lock;
#ifdef CONFIG_SMP
    cpumask_t        affinity;
    unsigned int        cpu;#endif#if defined(CONFIG_GENERIC_PENDING_IRQ) || defined(CONFIG_IRQBALANCE)
    cpumask_t        pending_mask;#endif#ifdef CONFIG_PROC_FS    struct proc_dir_entry    *dir;#endif
    const char        *name;
} ____cacheline_internodealigned_in_smp;

上一篇: 函数的参数传递方式对性能有何影响？

下一篇: 剖析 PHP 函数优化工具的原理与应用

linux软中断和工作队列的作用是什么

随便看看