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中斷是計算機系統(tǒng)中的一個重要概念，它是指計算機在執(zhí)行某個程序的過程中被外界事件打斷，轉(zhuǎn)而去處理另一個事件的過程。在 Linux 操作系統(tǒng)中，中斷也是一個核心概念，它為操作系統(tǒng)提供了響應(yīng)硬件事件、處理異步命令和進(jìn)程間通信等功能。
本文將探索 Linux 中斷的概念和機制，并通過分析一些典型的中斷例子來深入理解其應(yīng)用和實現(xiàn)原理。
1. Linux 中斷的概念和分類
在 Linux 操作系統(tǒng)中，中斷分為兩類：硬件中斷和軟件中斷。硬件中斷是由硬件設(shè)備發(fā)送給 CPU 的中斷信號，用于通知 CPU 某些事件的發(fā)生，比如鍵盤輸入、磁盤讀寫。而軟件中斷是通過軟件指令發(fā)送給 CPU 的中斷信號，用于通知 CPU 在代碼執(zhí)行過程中需要轉(zhuǎn)到一個新的指令地址執(zhí)行。
在 Linux 中，對于每個硬件設(shè)備都會對應(yīng)一個中斷響應(yīng)程序，當(dāng)硬件設(shè)備發(fā)生中斷時，CPU 就會執(zhí)行響應(yīng)該中斷的程序，如下圖所示：
CPU 通過提供中斷向量表來管理所有的硬件和軟件中斷，中斷向量表記錄著所有中斷信號的編號及其所對應(yīng)的處理函數(shù)的入口地址。
2. 典型的 Linux 中斷例子分析
2.1 鍵盤輸入中斷
鍵盤輸入是 Linux 操作系統(tǒng)中最常見的硬件中斷，下面我們以鍵盤輸入為例來具體分析中斷的響應(yīng)過程。
當(dāng)用戶在鍵盤上輸入一個字符時，該字符就會被鍵盤控制器以一個字節(jié)的形式發(fā)送給 CPU，CPU 接收到該字節(jié)后，就會從中斷向量表中查找相應(yīng)的中斷處理程序，該程序會被執(zhí)行來響應(yīng)鍵盤輸入事件。
在 Linux 的驅(qū)動程序中，中斷向量表是通過 request_irq 函數(shù)來注冊的，如果鍵盤輸入事件發(fā)生，該函數(shù)就會被調(diào)用來響應(yīng)中斷。在鍵盤輸入事件的處理過程中，還需要額外的處理，比如從鍵盤設(shè)備讀取輸入數(shù)據(jù)，并將其傳遞給應(yīng)用程序等。
2.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包接收中斷
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包接收是另一個常見的中斷事件，它通常由網(wǎng)卡設(shè)備發(fā)出，需要操作系統(tǒng)來處理和響應(yīng)。
當(dāng)操作系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)一個接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包時，它會執(zhí)行某個內(nèi)核函數(shù)來響應(yīng)中斷，并去檢查該數(shù)據(jù)包是否匹配任意一個已經(jīng)注冊的套接字。如果匹配了，操作系統(tǒng)就會將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給對應(yīng)的套接字，否則丟棄該數(shù)據(jù)包。
在處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包接收中斷時，需要考慮很多因素，比如數(shù)據(jù)包的類型、地址、協(xié)議類型等。操作系統(tǒng)會采用一個雙重緩存的機制來處理接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，這樣可以避免數(shù)據(jù)包在處理過程中被丟失或損壞。
3.
本文主要介紹了 Linux 中斷的概念和分類，以及通過鍵盤輸入和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包接收這兩個典型的例子來解釋中斷響應(yīng)的過程和實現(xiàn)原理。對于開發(fā)者和系統(tǒng)管理員來說，深入理解 Linux 中斷是重要的，它可以幫助開發(fā)者更好地了解和調(diào)試系統(tǒng)間的通信，以及優(yōu)化系統(tǒng)性能。同時，了解 Linux 中斷處理的機制和方法，也可以幫助操作系統(tǒng)管理員更好地設(shè)計和維護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)。
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- Linux系統(tǒng)怎么使用技巧處理共享中斷
Linux系統(tǒng)怎么使用技巧處理共享中斷
linux的每個中斷，都有一個action的鏈表，每個action對擾帶應(yīng)一個處理函數(shù)和參數(shù)指針。
一個共享的中斷，action列表中的內(nèi)容都會執(zhí)行。
如果是獨享的中斷，中世李顫斷的標(biāo)志位（）會相應(yīng)置位，無法再次申請該中斷。
申請的時候使搜敗用IRQF_標(biāo)志說明中斷的類型。IRQF_SHARED表示一個共享的中斷。
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本文標(biāo)題：探索Linux中斷：典型例子分析(linux中斷例子)
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