linux中断

http://blog.youkuaiyun.com/skyflying2012/article/details/7850674
### Linux 中断处理机制概述 Linux中断处理机制分为两个主要部分:硬中断(Hardware Interrupts)和软中断(Software Interrupts)。硬中断是由外部硬件设备发起的信号,而软中断则是由内核本身触发并模拟的中断。 #### 硬中断处理流程 当一个外设发出中断请求时,CPU 停止当前的工作并跳转到相应的中断服务程序。为了提高系统的响应速度以及减少中断处理的时间开销,Linux中断处理过程划分为两部分: 1. **上半部 (Top Half)** 上半部负责快速响应中断源,执行必要的操作来满足硬件需求,并尽量缩短占用 CPU 时间[^1]。这部分通常禁用了本地中断以防止嵌套中断干扰当前处理逻辑。 2. **下半部 (Bottom Half)** 下半部则用来完成那些不需要立即处理的任务,这些任务可以延后执行以便释放 CPU 给其他更重要的工作。软中断就是实现这一目标的重要手段之一[^2]。 #### 软中断及其特点 软中断作为一种特殊的下半部机制,在每个 CPU 上都有独立的队列结构支持其调度与运行。一旦某个特定类型的软中断被标记为待处理状态,则对应处理器将在适当时候调用相关联的回调函数去清除此标志位同时完成预定功能[^3]。由于它是完全受控于操作系统内部环境下的事件驱动型框架组成部分,因此相比传统意义上的异步物理I/O所引发的真实打断来说更加灵活可控。 #### 数据结构描述 对于每一个可能存在的IRQ编号而言,都存在一个全局性的描述符数组`irq_desc[]`对其进行维护管理。其中包含了指向实际注册过的各个具体装置实例所提供的ISR入口地址组成的单向链接列表节点对象——即所谓的`irqaction`链表项集合[^4]。这种设计允许同一根线上挂载多个不同种类甚至相同型号但相互之间互不影响工作的外围组件共同协作运作而不至于互相冲突打架现象发生。 ```c struct irq_desc { struct irq_common_data common; unsigned int status; /* IRQ line status */ raw_spinlock_t lock; void *chip_data; struct msi_desc *msi_desc; struct list_head action_list; /* List of actions for this interrupt */ }; ``` 以上展示了简化版的 `irq_desc` 定义片段,从中可以看出它不仅记录了一些基本属性还保留了一个动作序列头指针变量名叫做 `action_list` ,正是通过这个成员我们可以遍历找到所有绑定在此处等待激活的通知方法体实例们。 --- ### 解决方案针对常见问题 如果遇到关于配置不当或者性能瓶颈方面的问题可以从以下几个角度入手排查分析原因所在: - 检查是否存在过多频繁触发却无实质意义负载贡献的小规模短促脉冲式打扰情况; - 对某些耗时较长的操作考虑迁移到线程池模型下逐步消化吸收而不是一股脑塞入单一路径当中造成阻塞效应加剧恶化整体表现水平下降等问题; 最后提醒一点就是在修改任何涉及到底层核心区域改动之前务必要做好充分测试验证准备工作以免引入新的潜在风险隐患影响正常业务运转秩序稳定可靠程度降低用户体验满意度评分下滑等情况出现!
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