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Linux操作系統(tǒng)是世界上使用最廣泛的開源操作系統(tǒng)之一，它的內(nèi)核是獨立的，可以在各種應(yīng)用程序和計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中運行。Linux內(nèi)核中的一個重要特性是中斷機(jī)制，它能夠有效的提高內(nèi)核的響應(yīng)速度和性能表現(xiàn)。Linux中，按鍵中斷機(jī)制是一種主要的中斷類型，中斷回調(diào)函數(shù)也是其中最重要的一部分。在本文中，我們將，包括中斷介紹、中斷處理函數(shù)、中斷處理程序和中斷控制器等相關(guān)內(nèi)容。
中斷介紹
在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，中斷還有另一層意義。它指代內(nèi)核處理硬件事件的機(jī)制。有時，硬件設(shè)備需要通知內(nèi)核某些事件（例如，一鍵輸入）。此時，它會通過引發(fā)中斷的方式傳遞給內(nèi)核進(jìn)程。顯然，這種事件引發(fā)的事件無須等待內(nèi)核完成運行，它是獨立并盡可能快速的，在某些時候能夠帶來很大的性能提升。
中斷處理函數(shù)
中斷處理函數(shù)也稱為中斷處理程序，是Linux內(nèi)核中針對某個中斷類型而編寫的一個函數(shù)。它負(fù)責(zé)處理中斷端口傳遞的事件，通常采用異步的方式執(zhí)行，并在內(nèi)核進(jìn)程遇到需要處理中斷的事件時被執(zhí)行。在Linux內(nèi)核中，中斷處理函數(shù)通常使用C語言編寫。中斷處理程序通常由如下幾個步驟構(gòu)成：
（1）檢查發(fā)生中斷的設(shè)備
（2）禁用中斷
（3）處理中斷
（4）使能中斷
中斷處理函數(shù)通常具有以下特點：
（1）中斷處理函數(shù)是異步調(diào)用的；
（2）中斷處理函數(shù)需要小心維護(hù);
（3）中斷處理函數(shù)必須被分配切割的時間。
中斷處理程序
中斷處理程序是指啟動和管理中斷處理函數(shù)的實體。中斷處理程序通常存在于芯片的中斷控制器里，擁有管理設(shè)備中斷的權(quán)力，并且能靈活快速地處理各種類型的中斷事件。在宏觀上，若某個設(shè)備接受到發(fā)生中斷的硬件事件，內(nèi)核會立即根據(jù)該事件挑選合適的中斷線路，通常由中斷控制器提供一個獨立的映射表。然后將該中斷觸發(fā)到內(nèi)核的中斷隊列里，被處理程序捕獲。同時，它還會保存硬件現(xiàn)場恢復(fù)中斷處理完成后返回現(xiàn)場。
中斷控制器
中斷控制器是指一種硬件設(shè)備，負(fù)責(zé)管理和整合各種內(nèi)部中斷和外部中斷信號，并根據(jù)優(yōu)先級和中斷響應(yīng)方式來傳遞中斷信號。在這個過程中，中斷控制器還需要根據(jù)特定的系統(tǒng)配置來為各種中斷類型分配獨立的中斷線路，以便能夠支持多種設(shè)備間的并行輸入。Linux系統(tǒng)中維護(hù)了一個叫做”irq_desc”的結(jié)構(gòu)，其中記錄了中斷向量號、中斷標(biāo)記、中斷處理程序、中斷設(shè)備類型等信息。每當(dāng)硬件設(shè)備發(fā)生中斷事件時，中斷控制器就會檢索相應(yīng)的”irq_desc”并向該中斷輸入設(shè)備信號傳遞。
結(jié)論
中斷機(jī)制是Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核的重要特性之一，按鍵中斷回調(diào)函數(shù)是其中的核心組成部分之一。中斷是現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)中一項至關(guān)重要的技術(shù)，能夠有效的提高操作系統(tǒng)的響應(yīng)速度和性能表現(xiàn)。本文中我們深入理解了Linux中按鍵中斷回調(diào)函數(shù)的工作原理，包括中斷介紹、中斷處理函數(shù)、中斷處理程序和中斷控制器等相關(guān)內(nèi)容。我們相信，對中斷機(jī)制的更深入理解，不僅能夠幫助讀者更好的理解Linux內(nèi)核的工作原理，還能夠在實踐中更加靈活的運用中斷機(jī)制。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- linux哪些函數(shù)可以給signal發(fā)中斷
- 5.2 Linux中斷注冊
linux哪些函數(shù)可以給signal發(fā)中斷
這是個函數(shù)指針，
void ( *func )( int )是一個接受一個int型參數(shù)，不返回的函數(shù)的指針；
比如：
void F( int a ) { print( “%d”, a ); }
void ( *func )( int ) = F;
func( 3 ); // 調(diào)用F函數(shù)輸出3
作為函數(shù)參數(shù)的函數(shù)指針有一個專門的名稱叫做回調(diào)，你可以把任意滿足回調(diào)函數(shù)參數(shù)特征標(biāo)的函數(shù)地址作為參數(shù)傳給signal。
在這里因為signal對于sig參數(shù)可以指定用戶自定義的信號處理函數(shù)，所以你可以把你要處理的這個sig的函數(shù)地址作為參數(shù)傳給signal，那么系統(tǒng)接收到對應(yīng)sig的時候就會通過你傳進(jìn)去的地址調(diào)用你的這個函數(shù)。
5.2 Linux中斷注冊
注冊中斷最常用的函數(shù)是request_irq
第 1個參數(shù) irq 為中斷號
第 2 個參數(shù) handler 為要中斷服務(wù)函數(shù)
第 3 個參數(shù) flags為中斷標(biāo)志位包含觸發(fā)方式，是否共享，是否支持嵌套等
第 4 個參數(shù) name，通常是 設(shè)備驅(qū)動程序的名稱。該值用在 /proc/interrupt 系統(tǒng)文件上
第 5 個參數(shù) dev 中斷名稱 可作為共享中斷時的中斷區(qū)別參數(shù)，也可以用來指定中斷服務(wù)函數(shù)需要參考的數(shù)據(jù)地址。建議將 設(shè)備結(jié)構(gòu)指針作為 dev參數(shù)
flags參數(shù)定義
注冊中斷的另一個函數(shù)是request_threaded_irq
request_threaded_irq是將中斷處理函數(shù)線程化執(zhí)行的接口，其實request_irq也是直接調(diào)用的request_threaded_irq，只不過線程化回調(diào)thread_fn設(shè)置為NULL，不進(jìn)行中斷處理程序線程化處理。
和request_irq的參數(shù)有少許差異
handler:表示中斷服務(wù)例程，指向primary handler 和request_irq的中斷處理函數(shù)handler類似。中斷發(fā)生時優(yōu)先執(zhí)行primary handler；
如果primary handler 為NULL，且thread_fn不為NULL，那么執(zhí)行默認(rèn)primary handler = irq_default_primary_handler。
thread_fn：中斷線程化，NULL表示沒有中斷線程化。thread_fn如果該參數(shù)不為NULL，內(nèi)核會為該irq創(chuàng)建一個內(nèi)核線程，
當(dāng)中斷發(fā)生時，如果handler回調(diào)返回值是IRQ_WAKE_THREAD，內(nèi)核將會激活中斷線程，
在中斷線程中，該回調(diào)函數(shù)將被調(diào)用，所以，該回調(diào)函數(shù)運行在進(jìn)程上下文中，允許進(jìn)行阻塞操作。
其中
其中
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