「应用层如何使用和处理 Linux 中断？」 (linux中断 应用层)

应用层如何使用和处理 Linux 中断？

Linux 中断是操作系统与硬件设备之间通信的途径之一。它可以让操作系统在设备有数据可读或写时立即对其进行处理，并可以减轻操作系统对设备的轮询，提高系统效率。本文将介绍应用层如何使用和处理 Linux 中断，并提供一些关于 Linux 中断的实用技巧。

1. 中断类型

Linux 中断可以分为软中断、硬中断和高速中断。软中断是由内核线程发起的中断，用于处理一些不需要立即执行的任务，例如网络数据的处理。硬中断是由硬件设备发起的中断，用于向内核报告设备的状态变化，例如输入输出设备的数据读写。高速中断是一种特殊的硬中断，用于处理网络设备的数据包。

2. 中断处理程序

Linux 中断处理程序是由内核负责处理中断的一段代码，它被封装在驱动程序中。中断处理程序的目的是尽可能快地处理中断，并将数据传递给应用程序。在处理中断时，中断处理程序需要执行以下步骤：

2.1 中断处理

中断处理程序首先需要处理中断并确定中断的来源。它可以通过中断控制器或设备控制器来获取这些信息。中断处理程序应该将必要的数据从硬件设备中读取并保存到内存中。

2.2 中断上下文

中断上下文是指在中断期间执行的代码。它与进程上下文不同，因为它不会阻止其他进程的执行。中断上下文可以在任何时候被中断，并且应该尽可能快地完成处理。中断上下文应该使用原子操作来修改共享资源。

2.3 中断处理程序的退出

中断处理程序在完成处理后需要退出，并将控制权返回给内核。它应该从中断控制器中释放中断，并将中断控制器重新启用。中断处理程序不应该阻塞其他中断的处理。

3. 应用程序如何使用中断

应用程序可以使用中断来读取和写入硬件设备，从而提高系统的性能。以下是使用中断的一些步骤：

3.1 打开设备

应用程序需要打开硬件设备并在其中注册中断处理程序。硬件设备的驱动程序应该提供一个接口来完成这项工作。

3.2 注册中断处理程序

应用程序应该注册一个中断处理程序，以便在硬件设备有数据可读或写时接收通知。中断处理程序应该在应用程序中注册，并指定中断处理程序的优先级和参数。

3.3 接收中断

当硬件设备有数据可读或写时，中断处理程序将被触发，并将控制权交给应用程序。应用程序应该尽可能快地读取或写入数据，并返回控制权给中断处理程序。

3.4 关闭设备

当应用程序不再需要使用设备时，它应该关闭设备。关闭设备将取消中断处理程序的注册，并释放已分配的资源。

4. 实用技巧

在使用和处理 Linux 中断时，以下是一些实用技巧：

4.1 中断共享

多个硬件设备可能使用相同的中断，这称为中断共享。在处理中断共享时，应该使用原子操作来保护共享资源，并确保每个中断处理程序只处理其相应设备的数据。

4.2 延迟处理

某些中断处理程序需要执行比较长的操作，这会影响系统的响应时间。在这种情况下，可以使用延迟处理来减轻中断处理程序的负担，并将它们转移到其他线程中执行。

4.3 中断屏蔽

在某些情况下，可能需要禁用中断。这称为中断屏蔽。在中断屏蔽期间，系统将无法接收中断请求，并且任何等待中断处理的任务都会停止。在使用中断屏蔽时，应该尽可能快地完成操作并恢复中断处理。

Linux 中断是操作系统与硬件设备之间通信的途径之一。应用程序可以使用中断来读取和写入硬件设备，并提高系统的性能。要正确处理中断，中断处理程序需要执行中断处理、中断上下文和中断处理程序退出等步骤。在处理中断共享、延迟处理和中断屏蔽时，应该使用一些实用技巧来提高系统效率。