Linux中斷研究

研究linux系統，不論是作驅動、協議棧仍是進程調度等等，都離不開中斷。這說明，要想編寫正確的linux代碼，不瞭解中斷是不行的。

話說曾幾什麼時候，在大學的課堂裏，老師口若懸河的講解中斷，說中斷能夠嵌套，說中斷有優先級，那麼linux操做系統是否是中斷嵌套？是否是按優先級嵌套？

其實你們應該能夠猜到了，並不徹底是的。由於老師講的是理論，linux是現實，這二者是很難相同的。就像小時候要當科學家，結果長大了發現本身每天在搬磚。

如今回到正軌上來，經過下面幾個問題的講解，你們就能夠對linux的中斷有個總體上的瞭解。

硬件平臺：x86

操做系統版本：linux-2.6.24

1.什麼時硬中斷，什麼是軟中斷？

硬中斷：是由與系統相連的外設（好比:網卡、硬盤）自動產生的。主要是用來通知操做系統外設狀態的變化。好比當網卡收到數據包的時候，就會發出一箇中斷。

軟中斷：咱們知道，爲了知足實時系統的要求，中斷處理應該是越快越好。linux爲了實現這個特色，當中斷髮生的時候，硬中斷處理那些短期就能夠完成的工做，而將那些處理時間比較長的工做，放到中斷以後來完成，也就是軟中斷中來完成。

2.不一樣的硬中斷是否能夠嵌套？相同的硬中斷是否能夠嵌套，以及是否按優先級嵌套？硬中斷最多可能嵌套幾級？

Linux下硬中斷是能夠嵌套的，可是沒有優先級的概念，也就是說任何一個新的中斷均可以打斷正在執行的中斷，可是同種中斷不會打斷同種中斷的執行。

可是並非全部的中斷都是能夠被打斷的，這須要看註冊的中斷函數是否設置了IRQF_DISABLED，若是設置了IRQF_DISABLED，那麼硬中斷處理的時候是不容許被打斷的，不然是容許被打斷的。Peter Zijlstra在2009.3的一個討論中關於IRQF_DISABLED的使用問題（詳見http://lwn.net/Articles/321663/）。

從代碼的角度上來講中斷嵌套發生的位置：

硬件中斷-->do_IRQ-->handle_IRQ_event-->handler。 在硬件中斷到handle_event_irq之間，因爲發生中斷的時候CPU會自動屏蔽中斷，因此在這中間是不會發生中斷嵌套的，可是在handle_event_irq中，可能會從新開啓中斷，也就是說在handler中是能夠發生中斷嵌套的。

同種中斷不會嵌套的實現：

linux經過一個標誌位IRQ_INPROGRESS來實現。當中斷類型A的一箇中斷A1處理的時候，linux會在do_IRQ中，handle_IRQ_event以前，置位A類型中斷的IRQ_INPROGRESS位。當A1中斷在handle_IRQ_event中被同種類型的中斷A2到達，會調用do_IRQ，而後發現A類型中斷的IRQ_INPROGRESS,就會置位IRQ_PENDING後返回，不會嵌套執行。

因爲同種類型的中斷不會嵌套，因此最多可能的嵌套級數，就是未設置IRQF_DISABLED中斷類型的個數。（是否還有其餘的限制，沒有詳細的研究）

3.不一樣的軟中斷是否能夠嵌套？相同的軟中斷是否能夠嵌套？

軟中斷的調用是經過do_softirq()來激活的。

同種類型的軟中斷，不能夠嵌套執行。可是不一樣的CPU上，能夠同時運行相同類型的軟中斷。

4.軟中斷在什麼時間點被調度？

（1）內核顯示的容許軟中斷的時候 local_bh_enable

（2）irq_exit()的時候

（3）ksoftirqd進程被喚醒的時候

（4）其餘可能的地方（這裏沒有詳細的追究）

原文：http://blog717171.blog.163.com/blog/static/2506031112015101511126920/