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IO中断原理

前言 在Windows内核原理-同步IO与异步IO和《高性能网络通讯原理》两篇文章中,都出现了中断这两个字。本篇文章会对中断操作的原理进行说明。...中断类型 中断分为硬件中断和软件中断。 硬件中断 硬件中断即为硬件发出的中断信号,如I/O中断和硬件失效中断。 I/O中断:由I/O控制器产生,用于发送信号通知操作完成等信号。...硬件失效中断:如掉电或存储器奇偶错之类的故障。 软件中断 软件中断即为非硬件发出的中断信号,如程序中断和时钟中断。 程序中断:一些指令产生的异常(如算数移除、除数为0等)。...I/O中断流程 本篇文章还是主要解释前几篇文章提到的I/O中断进行解释说明,因此仅以I/O中断举例,但是中断的原理和流程都是相似的。 I/O中断通过中断处理器执行中断操作。...也可能不是立即,比如同时存在多个中断,则根据实际的中断算法决定,是按中断先后顺序执行中断操作,还是按中断优先级执行。 I/O中断时硬件中断,需要硬件支持来接收中断信号。

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Linux驱动实践:中断处理函数如何【发送信号】给应用层?

大家好,我是道哥,今天我为大伙儿解说的技术知识点是:【中断程序如何发送信号给应用层】。 最近分享的几篇文章都比较基础,关于字符类设备的驱动程序,以及中断处理程序。...今天这篇文章,主要还是以代码实例为主,把之前的两个知识点结合起来: 在中断处理函数中,发送信号给应用层,以此来通知应用层处理响应的中断业务。...文件内容如下: #include linux/module.h> #include linux/kernel.h> #include linux/ctype.h> #include linux...> #include linux/sched/signal.h> #include linux/pid_namespace.h> #include linux/interrupt.h> // 中断号...到应用层,因此驱动程序需要知道应用程序的进程号(PID)。

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    Linux中断 - IDT

    [toc] 如何设置IDT IDT 中断描述符表定义 中断描述符表简单来说说是定义了发生中断/异常时,CPU按这张表中定义的行为来处理对应的中断/异常。...中断描述符项定义 当中断发生,cpu获取到中断向量后,查找IDT中断描述符表得到相应的中断描述符,再根据中断描述符记录的信息来作权限判断,运行级别转换,最终调用相应的中断处理程序; 这里涉及到Linux...pre-cpu的中断栈,还是使用IST的中断栈; type表示所中断是何种类型,目前有以下四种: enum { GATE_INTERRUPT = 0xE, //中断门 GATE_TRAP...传统系统调用相关 IDT 的设置 Linux系统启动过程中内核压解后最终都调用到start_kernel, 在这里会调用trap_init, 然后又会调用idt_setup_traps: void...硬件中断相关IDT的初始化也是在Linux启动时完成,在start_kernel中通过调用init_IRQ完成,我们来看一下: void __init init_IRQ(void) { int

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    单片机IO控制方式(UART中断和DMA中断的区别)

    目录 1、程序循环检测方式 2、中断驱动方式 3、直接内存访问方式 ---- 单片机I/O设备的控制方式主要有三种:程序循环检测、中断驱动和直接内存访问。...当所需的I/O操作完成时,相应的设备就会向CPU发出一个中断,系统在中断处理程序当中,如果发现还有数据需要处理,就再次启动I/O 操作。...接下来是一些后继处理,先向中断控制器发出一个确认信号,然后结束中断处理程序,返回到被中断的那个任务。...因此,在中断处理程序里面,已经没有什么实质性的工作,先是向中断控制器发出一个确认信号,然后唤醒刚才被阻塞的任务。 ? 采用DMA控制方式,最大的优点是减少了中断的次数。...原本每打印一个字符,都要产生一次中断,而现在当所有的字符都打印完后,才会产生一个中断,这样就减少了中断处理的开销。

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    Linux 中断处理浅析

    最近在研究异步消息处理, 突然想起linux内核的中断处理, 里面由始至终都贯穿着”重要的事马上做, 不重要的事推后做”的异步处理思想....将中断号压入栈中; (不同中断号的中断对应不同的中断服务程序入口) 2....中断处理的这几个阶段中不能调用可能导致睡眠的函数(包括分配内存); 对于第一个问题, 较新的linux内核增加了ksoftirqd内核线程, 如果持续处理的softirq超过一定数量, 则结束中断处理过程...据说在montavista(一种嵌入式实时linux)中, 将内核的中断机制做了修改. (某些中断的)中断处理过程被赋予了task结构, 能够被内核调度. 解决了上述两个问题....工作队列 linux基线版本的内核在解决上述问题上, 提供了workqueue机制.

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    聊聊 Linux 中断机制

    随着时代的发展,后来出现了很多计算机,不过此时计算机还没有改变依次执行顺序,当计算机在做 IO 任务的时候,计算任务必须等待;在做计算任务的时候,IO 任务必须等待。这显然是一个急需解决的问题。...一直等到 IBM 开发的 OS/360 计算机才解决了这个问题,OS/360 可以说算是一个划时代的标志,因为它有一个很重要的特点是能够允许多道程序运行,并且能够实现多道任务之间的切换,这些任务可以是 IO...我没有查到中断到底是何时引入的,但是从 Linux 问世以来就已经有了,而且 Linux 是基于 UNIX 开发的,可以认为 UNIX 就已经引入中断机制了,而且换个角度来说,UNIX 作为如此著名的操作系统...对于 Linux 内核来说,中断信号分为两类:硬件中断和软件中断,每个中断是由 0 - 255 之间的一个数字来标识。...另外,在设置中断描述符表 IDT 表时 Linux 内核使用了中断门和陷阱门两种门描述符。它们之间的区别在于对标志寄存器 EFLAGS 中的中断允许标志 IF 的影响。

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    IO模型梳理-从操作系统到应用层

    写在前面 IO模型是编程语言和软件开发中重要的知识。本篇从IO模型这个切入点横向梳理了从操作系统到应用层IO模型相关知识。...网络IO的本质是socket读取,socket在linux系统被抽象为流,io可以理解为对流的操作。...了解完了操作系统层面的IO模型,在应用层讨论IO模型往往是在Nginx,Netty这种角度去讨论了,讨论最多的也是多路复用这种模式,先从Reactor模型说起。...每个worker进程都是相互独立的,不需要加锁,互相之间不受影响,一个进程异常退出,其他进程还在工作,服务不会中断。 nginx采用多路复用IO模型,支持epoll,poll,select。...IO优化 了解了操作系统和应用层层面的IO模型和原因,针对于IO密集型程序存在哪些优化原则呢? 增加缓存,减少磁盘的访问次数。

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    linux内核缺页中断处理

    9.调度引发缺页中断的进程,操作系统返回调用他的汇编例程 10.该例程恢复寄存器和其他状态信息,返回到用户空间继续执行,就好像缺页中断没有发生过。...linux内核对缺页异常的处理流程很复杂,但是基本思想和上述流程差不多。...下面看linux的基本处理流程: 内核处理缺页异常的主函数就是do_page_fault: /* * 缺页异常处理函数 * pt_regs 各个寄存器的值 * error_code,由硬件产生:...do_anonymous_page(mm, vma, address, pte, pmd, write_access); //第一次对文件映射页处理,会读取vma对应的文件数据,并且为了减少磁盘 //IO...), "=r" (x) : "m"(__m(addr)), "i"(errret), "0"(err)) //"m"(__m(addr)), "i"(4), "0"(4)) 经过以上分析,对linux

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    linux 中断机制《Rice linux 学习笔记》

    这篇文章以按键为例子讲解linux的中断原理,中断的架构,中断的实现。 在我们的开发中,检测按键是否触发,无非就两种方法—轮询和中断。作者认为两种方法最大的区别就是CPU的利用率。...Linux的中断原理: 中断:处理器异常的一种,它是一种特殊的电信号,用硬件发给处理器,处理器接收到中断后,会马上向操作系统反映此信号的到来,然后就由操作系统负责处理这些新到来的数据。...Linux中断的相关函数: 1、注册中断函数: 中断处理函数结构: typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void*); 注册中断函数:int request_irq...dev:与request_irq的参数dev必须一致,将request_irq指定的dev传递给这个参数; Linux中断处理分析: 第一种方式:应用层的读,不管什么情况下,都会返回。...第二种方式:应用层的读,只有按键按下的时候,才会返回。 Linux中断实现: 这里例子采用等待队列的方式实现(也就是上述的第二种方法)。

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    Linux内核硬中断 软中断的原理和实现

    linux为了实现这个特点,当中断发生的时候,硬中断处理那些短时间就可以完成的工作,而将那些处理事件比较长的工作,放到中断之后来完成,也就是软中断(softirq)来完成。...(3)中断嵌套 Linux下硬中断是可以嵌套的,但是没有优先级的概念,也就是说任何一个新的中断都可以打断正在执行的中断,但同种中断除外。软中断不能嵌套,但相同类型的软中断可以在不同CPU上并行执行。...(4)软中断指令 int是软中断指令。 中断向量表是中断号和中断处理函数地址的对应表。 int n -- 触发软中断n。相应的中断处理函数的地址为:中断向量表地址 + 4 * n。...(5)硬中断和软中断的区别 软中断是执行中断指令产生的,而硬中断是由外设引发的。 硬中断的中断号是由中断控制器提供的,软中断的中断号由指令直接指出,无需使用中断控制器。...但一个软中断不会抢占另一个软中断,唯一可以抢占软中断的是硬中断。

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    Linux中断虚拟化(一)

    作者简介 王柏生 资深技术专家,先后就职于中科院软件所、红旗Linux和百度,现任百度主任架构师。在操作系统、虚拟化技术、分布式系统、云计算、自动驾驶等相关领域耕耘多年,有着丰富的实践经验。...著有畅销书《深度探索Linux操作系统》(2013年出版)。 谢广军 计算机专业博士,毕业于南开大学计算机系。资深技术专家,多年的IT行业工作经验。...本文内容节选自《深度探索Linux虚拟化技术》,已获得机械工业出版社华章公司授权。...因此,在本章中,我们简单介绍硬件中断的基本原理,然后结合中断的基本原理讨论如何虚拟化中断芯片。...图2 基于PIC的虚拟中断过程 具体步骤如下: 1)虚拟设备向虚拟中断芯片PIC发送中断请求,虚拟PIC记录下虚拟设备的中断信息。

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    Linux中断虚拟化(二)

    作者简介 王柏生 资深技术专家,先后就职于中科院软件所、红旗Linux和百度,现任百度主任架构师。在操作系统、虚拟化技术、分布式系统、云计算、自动驾驶等相关领域耕耘多年,有着丰富的实践经验。...著有畅销书《深度探索Linux操作系统》(2013年出版)。 谢广军 计算机专业博士,毕业于南开大学计算机系。资深技术专家,多年的IT行业工作经验。...本文内容节选自《深度探索Linux虚拟化技术》,已获得机械工业出版社华章公司授权。...irq_request_func *irq_request; void*irq_request_opaque; intoutput; /* intr from master PIC */ structkvm_io_device...= -1) returnvector; … } linux.git/drivers/kvm/i8259.c int kvm_pic_read_irq(struct kvm_pic *s)

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    Linux 软中断机制分析

    软中断分析最近工作繁忙,没有时间总结内核相关的一些东西。上次更新博客到了linux内核中断子系统。这次总结一下软中断,也就是softirq。之后还会总结一些tasklet、工作队列机制。...1.为什么要软中断 编写驱动的时候,一个中断产生之后,内核在中断处理函数中可能需要完成很多工作。但是中断处理函数的处理是关闭了中断的。也就是说在响应中断时,系统不能再次响应外部的其它中断。...这样的后果会造成有可能丢失外部中断。于是,linux内核设计出了一种架构,中断函数需要处理的任务分为两部分,一部分在中断处理函数中执行,这时系统关闭中断。...在linux系统的进程数据结构里,有这么一个数据结构 #define preempt_count()(current_thread_info()->preempt_count), 利用preempt_count...Linux内核就中断方面就必须考虑平衡这三个方面的问题。而下面我要分析的__do_softirq函数就恰似在这三者之间打太极,游刃有余,面面俱到!

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    Linux 中断子系统(二):GIC 中断控制器

    比如按键中断、串口中断等等,这些中断所有的 Core 都可以处理,不限定特定 Core。...中断源有很多,为了区分这些不同的中断源肯定要给他们分配一个唯一 ID,这些 ID 就是中断 ID。...ID32~ID1019:这 988 个 ID 分配给 SPI,像 GPIO 中断、串口中断等这些外部中断 ,至于具体到某个 ID 对应哪个中断那就由半导体厂商根据实际情况去定义了。...分发器收集所有的中断源,可以控制每个中断的优先级,它总是将优先级最高的中断事件发送到 CPU 接口端。分发器端要做的主要 工作如下: ①、全局中断使能控制。 ②、控制每一个中断的使能或者关闭。...③、设置每个中断的优先级。 ④、设置每个中断的目标处理器列表。 ⑤、设置每个外部中断的触发模式:电平触发或边沿触发。 ⑥、设置每个中断属于组 0 还是组 1。

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    【Linux】基础IO

    今天我们要学习的是基础IO部分,主要涉及内存和外设之间的数据交互。接下来,就让我们共同探讨这部分内容吧,那我们就开始吧!...本文章重点: 复习C文件IO相关操作 认识文件相关系统调用接口 认识文件描述符,理解重定向 对比fd和FILE,理解系统调用和库函数的关系 理解文件系统中inode的概念 认识软硬链接,对比区别 认识动态静态库...文件在哪里——>文件在磁盘——>磁盘属于硬件,由操作系统进行管理——>所有人想访问磁盘都绕不开操作系统——>使用操作系统的接口——>提供文件级别的系统调用接口——>吧冉语言的文件操作接口都可以在Linux...3.read函数 read函数是Linux下的一个系统调用接口,C语言的fread函数的底层就是read。作用为从一个特定的文件流中读取内容。...4.close函数 close函数也是Linux下的一个系统调用接口,C语言的fclose底层就是close。 参数 fd:就是调用open时的返回值,本质是第一个文件描述符。

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