中断处理程序上半部和下半部

探讨了程序设计中常见的两个不可调和的矛盾:一是程序运行速度与完成工作量之间的矛盾;二是程序占用内存大小与运行速度之间的矛盾。

1.又要程序运行的快,又要程序完成的工作多。是一个不可调和的矛盾。

2.有要程序占用内存小,有要程序运行得快,也是一个不可调和的矛盾。

在Linux系统中,中断处理程序分为上半部下半。为解决中断处理耗时可能影响系统实时响应的问题,Linux引入“中断上半部中断下半”的概念,这也被称为中断分层 [^2]。 上半部一般是中断中断处理函数,对中断做简单处理,执行那些需要立即执行且耗时少的操作。因为若处理时间太长,且该中断的标志是IRQF_DISABLED,会禁掉所有本地中断,严重影响系统性能 [^2][^4]。 下半负责处理那些原本应在中断服务函数中执行,但因耗时长而被移到函数外执行的操作。其功能是处理比较复杂的过程,可查看设备以获得产生中断的事件信息,并根据这些信息进行相应处理下半最大的特点是可中断,在运行期间若其他设备产生中断,当前的下半可暂时中断,等其他设备的上半部运行完后再继续执行 [^1][^2][^4]。 不过,很多时候上半部下半并没有严格的区分界限,主要由程序员根据实际设计,某些外设中断也可以没有下半。上下半的划分原则是将主要事务、耗时事务划分在下半处理 [^3]。 ```c // 示例代码框架,展示中断上、下半的基本结构 #include <linux/module.h> #include <linux/interrupt.h> // 中断号,需要根据实际情况修改 #define IRQ_NUMBER 1 // 下半处理函数 static void my_irq_bottom_half(struct work_struct *work) { // 这里放置耗时的处理代码 printk(KERN_INFO "Bottom half of interrupt is running.\n"); } // 定义工作队列结构体 static DECLARE_WORK(my_work, my_irq_bottom_half); // 上半部处理函数 static irqreturn_t my_irq_handler(int irq, void *dev_id) { printk(KERN_INFO "Top half of interrupt is running.\n"); // 将下半工作加入工作队列 schedule_work(&my_work); return IRQ_HANDLED; } static int __init my_module_init(void) { // 注册中断处理程序 if (request_irq(IRQ_NUMBER, my_irq_handler, IRQF_SHARED, "my_irq", &my_irq_handler)) { printk(KERN_ERR "Failed to request IRQ %d\n", IRQ_NUMBER); return -EBUSY; } printk(KERN_INFO "Interrupt handler registered.\n"); return 0; } static void __exit my_module_exit(void) { // 取消工作队列中的工作 cancel_work_sync(&my_work); // 释放中断 free_irq(IRQ_NUMBER, &my_irq_handler); printk(KERN_INFO "Interrupt handler unregistered.\n"); } module_init(my_module_init); module_exit(my_module_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); ```
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