[IMX6ULL驱动开发]-Linux对中断的处理(一)

目录

中断概念的引入

ARM架构中断的流程

异常向量表

Linux系统对中断的处理

ARM对程序和中断的处理

Linux进程中断处理

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中断概念的引入

如何理解中断，我们可以进行如下抽象。把CPU看做一个母亲，当它正在执行任务的时候，可以看为是一个母亲在看书。此时可能发生许多不同的情况，比如说：远处传来猫叫声、快递敲门、房间中小孩子传来哭声，如上三种，其实都可以看做CPU的中断，可以根据重要性来进行判断是否要放下手头中正在看的书（CPU暂时暂停处理任务去执行中断）进行处理。

此时，还有可能发生如下情况，比如说地震了、突然掉下来一只蜘蛛、水突然烧开了，此时肯定是要停止看书去处理这些突发事件的（发生异常的时候，CPU必须马上处理）。

如果这个母亲决定去处理听到的事，那么首先她需要先使用书签夹在书上，记录下当前看到的位置（保存现场），然后再去处理问题（处理异常），回来后，通过书签找到之前阅读的位置（恢复现场）。

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ARM架构中断的流程

ARM架构中断的流程如下：

1、初始化

        首先设置中断源让它们可以产生中断（只有外界可以产生声音，比如猫叫、小孩子哭等，才可以产生中断），比如让一个GPIO引脚可以产生中断。然后设置中断控制器，设置中断的优先级、或者屏蔽某些中断，比如耳朵听见了，但是不想去处理，可以假装没有听见，这样就是屏蔽了某个中断。最后需要开启CPU的中断总开关（如果母亲是聋子的话，对于外界所有声音都是无效的）

2、CPU执行任务

3、产生中断

        按下按键，中断信号发给中断控制器，中断控制器再发给CPU。

4、CPU每执行一条指令都会检查是否有异常/中断产生（硬件决定）

5、发生异常/中断，开始处理

        对于不同异常，跳到不同地址执行处理（异常向量表），这些地址上是函数指针或者函数地址，用来处理不同的异常

6、保存现场、执行处理函数、恢复现场

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异常向量表

当发生异常的时候，CPU会根据不同的异常来执行不同的处理。

从异常向量表跳转过去处理异常的时候，首先会保护现场、处理异常最后恢复现场

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Linux系统对中断的处理

ARM对程序和中断的处理

如何理解栈在进程、线程、中断中的作用，我们需要先了解ARM是怎么处理程序的，ARM芯片属于精简指令集计算机，它对于内存是只有读、写操作的。

比如说我们要进行a=a+b的运算，那么我们需要先读取a到CPU中，然后在读取b到CPU中，在CPU中执行a+b，然后在写入到a当中。

如果在看的更加细节，那么我们可以通过下图来进行解释。CPU首先会先取代码，才能知道我们一步步要进行什么操作（这里代码需要转化为机器码），我们首先把a的值取到R0寄存器中，然后把b的值取到R1寄存器中，让R1、R0寄存器相加存放到R0寄存器，然后再把R0寄存器的值读取到a中。

假如，此时发生了中断，那么CPU是怎么进行处理的呢？

Linux进程中断处理

当进程A执行到一半的时候发生了中断，此时需要保存现场，然后执行中断，再恢复现场。当进程A继续执行，此时再次发生了中断，继续保存现场，执行中断，恢复现场。定时器发现进程A的时间用完之后，会保存A的现场，然后恢复B的现场。（对于这个定时器个人理解为，单核CPU并发执行进程，每个进程执行一段时间切换，宏观上看成并行）