11、Linux 中断处理全解析

Linux 中断处理全解析

1. 中断概述

在计算机系统中，多数实际设备要与外部世界交互，其操作时间框架与处理器不同且慢得多。为避免处理器等待外部事件，设备需一种方式通知处理器事件发生，这就是中断。中断是硬件向处理器发出的信号，Linux 处理中断的方式与处理用户空间信号类似。驱动程序通常只需为设备的中断注册处理程序，并在中断到来时正确处理。

为演示中断的使用，我们以并行端口为例。尽管现代硬件中并行端口逐渐稀少，但多数人仍能找到可用的系统。我们将使用之前的 short 模块，稍作修改后它就能处理并行端口的中断。不过，中断处理程序与其他代码并发运行，可能引发并发和资源争用问题，因此理解并发控制技术至关重要。

2. 准备并行端口

并行接口虽简单却能触发中断，打印机就用此功能通知 lp 驱动准备接收下一个字符。并行端口需指令才能生成中断，通过设置端口 2 的第 4 位可启用中断报告， short 模块在初始化时通过 outb 调用完成此设置。

启用中断后，当并行接口的第 10 针（ACK 位）电信号从低变高时会触发中断。若不连接打印机，可通过连接并行连接器的第 9 针和第 10 针强制接口生成中断。向 /dev/short0 写入二进制数据会产生多个中断，而写入 ASCII 文本则不会，因为 ASCII 字符集最高位未设置。

3. 安装中断处理程序

要真正“看到”中断生成，仅向硬件设备写入数据是不够的，系统还需配置软件处理程序。中断线是宝贵且有限的资源