linux中斷信號

1. 在SMP系統中，linux定義的處理機間中斷RESCEDULE_VECTOR:使被中斷CPU重新調

摘要 中斷讓外設能夠通知CPU他需要獲得服務(讓CPU執行指定的中斷服務常式ISR)。為了達到這個目的，首先要為中斷執行做好准備，完成初始化相關的操作。包括：

2. Linux內核中斷之中斷申請介面

本文基於 RockPI 4A 單板Linux4.4內核介紹中斷申請的常用介面函數。

1、文件

2、定義

說明：

1）、 irq ：要申請的中斷號，可通過 platform_get_irq() 獲取，見「Linux內核中斷之獲取中斷號」。

2）、 handler ：中斷處理函數，發生中斷時，先處理中斷處理函數，然後返回 IRQ_WAKE_THREAD 喚醒中斷處理線程。中斷處理函數盡可能簡單。

中斷處理函數定義： typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *);

中斷返回值如下：

3）、 thread_fn ：中斷處理線程，該參數可為NULL。類似於中斷處理函數的下半部分。

4）、 irqflags ：中斷類型標志。

定義文件： include/linux/interrupt.h ，內容如下：

5）、 devname ：中斷名稱，可使用 cat /proc/interrupts 命令查看。

6）、 dev_id ：設備ID，該值唯一。

在使用共享中斷時（即設置 IRQF_SHARED ），必須傳入 dev_id ，在中斷處理和釋放函數中都會使用該參數。

註：

1、 request_threaded_irq() 函數可替代 request_irq 加 tasklet 或 workqueue 的方式。

2、對應的中斷釋放函數為： void free_irq(unsigned int, void *) ，需要和中斷申請函數成對出現。

1、文件

2、定義

說明：

1）、 __must_check ：指調用函數一定要處理函數的返回值，否則編譯器會給出警告。

2）、 request_irq() 函數本質上是中斷處理線程 thread_fn 為空的 request_threaded_irq() 函數。

注 ：

對應的中斷釋放函數為： void free_irq(unsigned int, void *) ，需要和中斷申請函數成對出現。

1、文件

2、定義

說明 ：

devm_request_threaded_irq() 本質上還是使用 request_threaded_irq() 函數實現中斷申請。

兩者區別：

1）多了一個 dev 參數；

2）在設備驅動卸載時，中斷會自動釋放；

3）如果想單獨釋放中斷，可使用 void devm_free_irq(struct device *dev, unsigned int irq, void *dev_id) 函數。

1、文件

2、定義

devm_request_irq() 函數本質上是中斷處理線程 thread_fn 為空的 devm_request_threaded_irq() 函數。

1、獲取中斷號

2、申請中斷

3、中斷處理函數

4、中斷處理線程

5、查看中斷

3. Linux下通過哪個命令怎麼查看中斷

與Linux設備驅動中中斷處理相關的首先是申請與釋放IRQ的API request_irq()和free_irq()。

C++是一種面向對象的計算機程序設計語言，由美國AT&T貝爾實驗室的本賈尼·斯特勞斯特盧普博士在20世紀80年代初期發明並實現，最初它被稱作「C with Classes」（包含類的C語言）。

它是一種靜態數據類型檢查的、支持多重編程範式的通用程序設計語言，支持過程化程序設計、數據抽象、面向對象程序設計、泛型程序設計等多種程序設計風格。

在C基礎上，一九八三年又由貝爾實驗室的Bjarne Strou-strup推出了C++，C++進一步擴充和完善了C語言，成為一種面向 對象的程序設計語言。

C++目前流行的編譯器最新版本是Borland C++ 4.5,Symantec C++ 6.1，和Microsoft Visual C++ 2012。

4. linux系統中的中斷指令是什麼

什麼是中斷
Linux 內核需要對連接到計算機上的所有硬體設備進行管理，毫無疑問這是它的份內事。如果要管理這些設備，首先得和它們互相通信才行，一般有兩種方案可實現這種功能：
輪詢（polling） 讓內核定期對設備的狀態進行查詢，然後做出相應的處理；中斷（interrupt） 讓硬體在需要的時候向內核發出信號（變內核主動為硬體主動）。
第一種方案會讓內核做不少的無用功，因為輪詢總會周期性的重復執行，大量地耗用 CPU 時間，因此效率及其低下，所以一般都是採用第二種方案 。
對於中斷的理解我們先看一個生活中常見的例子:QQ。第一種情況:你正在工作,然後你的好友突然給你發送了一個窗口抖動,打斷你正在進行的工作。第
二種情況:當然你有時候也會每隔 5 分鍾就去檢查一下 QQ
看有沒有好友找你,雖然這很浪費你的時間。在這里,一次窗口抖動就可以被相當於硬體的中斷,而你就相當於 CPU,你的工作就是 CPU
這在執行的進程。而定時查詢就被相當於 CPU 的輪詢。在這里可以看到:同樣作為 CPU 和硬體溝通的方式,中斷是硬體主動的方式,較輪詢(CPU
主動)更有效些,因為我們都不可能一直無聊到每隔幾分鍾就去查一遍好友列表。
CPU
有大量的工作需要處理,更不會做這些大量無用功。當然這只是一般情況下。好了,這里又有了一個問題,每個硬體設備都中斷,那麼如何區分不同硬體呢?不同設
備同時中斷如何知道哪個中斷是來自硬碟、哪個來自網卡呢?這個很容易,不是每個 QQ 號碼都不相同嗎?同樣的,系統上的每個硬體設備都會被分配一個
IRQ 號,通過這個唯一的 IRQ 號就能區別張三和李四了。
從物理學的角度看，中斷是一種電信號，由硬體設備產生，並直接送入中斷控制器（如
8259A）的輸入引腳上，然後再由中斷控制器向處理器發送相應的信號。處理器一經檢測到該信號，便中斷自己當前正在處理的工作，轉而去處理中斷。此後，
處理器會通知 OS 已經產生中斷。這樣，OS
就可以對這個中斷進行適當的處理。不同的設備對應的中斷不同，而每個中斷都通過一個唯一的數字標識，這些值通常被稱為中斷請求線。

5. Linux內核中斷如何避

首先我闡明一下，用鎖的情況只有兩種：
線程
文件
內核程序在使用的時候也脫離不了這兩種鎖的概念。
中斷，是信號，是否要處理中斷信號？或者產生中斷信號？
對信號來說只有：
信號屏蔽、信號捕捉、信號排隊、可重如函數等概念。
你想問的問題，我沒猜測，在處理某個信號時，不想讓其他信號中斷，那麼使用信號屏蔽字：
先設置要屏蔽的信號集，要保存的信號集，初始信號集，可供協調使用的函數有幾個：
#include <signal.h>
signal(這個不建議使用，應為有些老的實現是有問題的)，設置信號處理程序
sig_atomic_t 數據類型
sigprocmask，設置信號屏蔽字
sigaction，設置信號處理程序，功能跟強悍，可控性更好
sigsuspend，以原子性方式，等待某些信號發生，然後返回
你具體要做啥不清楚，但使用上面的信號相關的函數，肯定能實現你的功能。參考APUE的論述。

6. Linux幾種中斷信號的區別：HUP，INT，KILL，TERM，TSTP

Linux的HUP，INT，KILL，TERM，TSTP中斷信號區別為：鍵入不同、對應操作不同、啟用不同。

一、鍵入不同

1、HUP中斷信號：HUP中斷信號是當用戶鍵入<Ctrl+X>時由終端驅動程序發送的信號。

2、INT中斷信號：INT中斷信號是當用戶鍵入<Ctrl+I>時由終端驅動程序發送的信號。

3、KILL中斷信號：KILL中斷信號是當用戶鍵入<Ctrl+Z>時由終端驅動程序發送的信號。

4、TERM中斷信號：TERM中斷信號是當用戶鍵入<Ctrl+>時由終端驅動程序發送的信號。

5、TSTP中斷信號：TSTP中斷信號是當用戶鍵入<Ctrl+T>時由終端驅動程序發送的信號。二、對應操作不同

1、HUP中斷信號：HUP中斷信號的對應操作為讓進程掛起，睡眠。

2、INT中斷信號：INT中斷信號的對應操作為正常關閉所有進程。

3、KILL中斷信號：KILL中斷信號的對應操作為強制關閉所有進程。

4、TERM中斷信號：TERM中斷信號的對應操作為正常的退出進程。

5、TSTP中斷信號：TSTP中斷信號的對應操作為暫時停用進程。

三、啟用不同

1、HUP中斷信號：HUP中斷信號發送後，可以重新被用戶再次輸入恢復啟用進程。

2、INT中斷信號：INT中斷信號發送後，不可以重新被用戶再次輸入恢復啟用進程。

3、KILL中斷信號：KILL中斷信號發送後，不可以重新被用戶再次輸入恢復啟用進程。

4、TERM中斷信號：TERM中斷信號發送後，可以重新被用戶再次輸入啟用進程。

5、TSTP中斷信號：TSTP中斷信號發送後，可以重新被用戶再次輸入繼續使用進程。

7. Linux如何及時響應外部中斷

FPGA每隔100us給運行linux的ARM一個中斷，要求在20us內響應中斷，並讀走2000*16bit的數據。
目前主要的問題是，當系統同時發生多個中斷時，會嚴重影響linux對FPGA中斷的響應時間。如何解決？

1、首先想到了ARM的FIQ，它可以打斷IRQ中斷服務程序，保證對外部FIQ的及時響應。但是發現linux只實現了IRQ，沒有顯示FIQ。
linux是從devicetree讀取中斷號，加入中斷向量表的。

interrupts = <0x0 0x32 0x0>;中的第一個欄位0表示非共享中斷，非零表示共享中斷，SDK產生的dts統一為0，此時第二欄位的值比XPS中的小32；如果第一欄位非零，則第二欄位比XPS小16.
最後欄位表示中斷的觸發方式。
IRQ_TYPE_EDGE_RISING =0x00000001,
IRQ_TYPE_EDGE_FALLING =0x00000002,
IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH =0x00000004,
IRQ_TYPE_LEVEL_LOW =0x00000008,
很明顯，devicetree根本沒有提供通知linux有FIQ的渠道。
2、再來看linux的IRQ
linux的中斷分為上半部和下半部，上半部運行在IRQ模式，會屏蔽所有中斷，下半部運行在SVC模式，會重新打開中斷。
也就是說，當一個中斷的上半部正在運行時（不能再次響應中斷），FPGA的中斷是不能被linux響應的；
反過來，當FPGA中斷的上半部正在運行時（不能再次響應中斷），其他的中斷也不能被linux響應；
unsigned long flags;
...
local_irq_save(flags);
....

local_irq_restore(flags);

3.
ARM有七種模式，我們這里只討論SVC、IRQ和FIQ模式。
我們可以假設ARM核心有兩根中斷引腳（實際上是看不見的），一根叫 irq pin, 一根叫fiq pin.
在ARM的cpsr中，有一個I位和一個F位，分別用來禁止IRQ和FIQ的。
先不說中斷控制器，只說ARM核心。正常情況下，ARM核都只是機械地隨著pc的指示去做事情，當CPSR中的I和F位為1的時候，IRQ和FIQ全部處於禁止狀態。無論你在irq
pin和fiq pin上面發什麼樣的中斷信號，ARM是不會理你的，你根本不能打斷他，因為他耳聾了，眼也瞎了。
在I位和F位為0的時候，當irq
pin上有中斷信號過來的時候，就會打斷arm的當前工作，並且切換到IRQ模式下，並且跳到相應的異常向量表（vector)位置去執行代碼。這個過程是自動的，但是返回到被中斷打斷的地方就得您親自動手了。當你跳到異常向量表，處於IRQ的模式的時候，這個時候如果irq
pin上面又來中斷信號了，這個時候ARM不會理你的，irq
pin就跟秘書一樣，ARM核心就像老闆，老闆本來在做事，結果來了一個客戶，秘書打斷它，讓客戶進去了。而這個時候再來一個客戶，要麼秘書不斷去敲門問，要麼客戶走人。老闆第一個客戶沒有會見完，是不會理你的。
但是有一種情況例外，當ARM處在IRQ模式，這個時候fiq pin來了一個中斷信號，fiq
pin是什麼？是快速中斷呀，比如是公安局的來查刑事案件，那才不管你老闆是不是在會見客戶，直接打斷，進入到fiq模式下，並且跳到相應的fiq的異常向量表處去執行代碼。那如果當ARM處理FIQ模式，fiq
pin又來中斷信號，又就是又一批公安來了，那沒戲，都是執法人員，你打不斷我。那如果這個時候irq
pin來了呢？來了也不理呀，正在辦案，還敢來妨礙公務。
所以得出一個結論： IRQ模式只能被FIQ模式打斷，FIQ模式下誰也打不斷。
在打不斷的情況下，irq pin 或 fiq pin隨便你怎麼發中斷信號，都是白發。
所以除了fiq能打斷irq以外，根本沒有所謂中斷嵌套的情況。
Linux不用FIQ,只用到了IRQ。但是我們有時候一個中斷需要處理很長時間，那我們就需要佔用IRQ模式那麼長的時間嗎？沒有，linux在IRQ模式下只是簡單的記錄是什麼中斷，馬上就切換回了SVC模式，換句話說，Linux的中斷處理都是在SVC模式下處理的。
只不過SVC模式下的ISR上半部關閉了當前中斷線，下半部才重新打開

8. Linux中斷補充

在系統結構中，CPU工作的模式有兩種，一種是中斷，由各種設備發起；一種是輪詢，由CPU主動發起。
中斷IRQ:
中斷允許讓設備（如鍵盤，串口卡，並口等設備）表明它們需要CPU。一旦CPU接收了中斷請求，CPU就會暫時停止執行正在運行的程序，並且調用一個稱為中斷處理器或中斷服務程序（interrupt service routine）的特定程序。CPU處理完中斷後，就會恢復執行之前被中斷的程序。
中斷分類：
硬中斷+軟中斷
硬中斷：
①非屏蔽中斷：不能被屏蔽，硬體發生的錯誤：內存錯誤，風扇故障，溫度感測器故障等。
②可屏蔽中斷：可被CPU忽略或延遲處理。當緩存控制器的外部針腳被觸發的時候就會產生這種類型的中斷，而中斷屏蔽寄存器就會將這樣的中斷屏蔽掉。我們可以將一個比特位設置為0，來禁用在此針腳觸發的中斷。
軟中斷：
是軟體實現的中斷,也就是程序運行時其他程序對它的中斷;而硬中斷是硬體實現的中斷,是程序運行時設備對它的中斷。

CPU之間的中斷處理（IPI）
處理器間中斷允許一個CPU向系統其他的CPU發送中斷信號，處理器間中斷（IPI）不是通過IRQ線傳輸的，而是作為信號直接放在連接所有CPU本地APIC的匯流排上。
CALL_FUNCTION_VECTOR （向量0xfb）

發往所有的CPU，但不包括發送者，強制這些CPU運行發送者傳遞過來的函數，相應的中斷處理程序叫做call_function_interrupt()，例如，地址存放在群居變數call_data中來傳遞的函數，可能強制其他所有的CPU都停止，也可能強制它們設置內存類型範圍寄存器的內容。通常，這種中斷發往所有的CPU，但通過smp_call_function()執行調用函數的CPU除外。

RESCHEDULE_VECTOR （向量0xfc）

當一個CPU接收這種類型的中斷時，相應的處理程序限定自己來應答中斷，當從中斷返回時，所有的重新調度都自動運行。

INVALIDATE_TLB_VECTOR （向量0xfd）

發往所有的CPU，但不包括發送者，強制它們的轉換後援緩沖器TLB變為無效。相應的處理程序刷新處理器的某些TLB表項。

9. LINUX軟中斷通信

我驗證下阿...一不小心就fork多了..
剛開始我把kill的參數弄反了，信號和pid位置弄錯了，調了半個小時，很郁悶..

你只是忽略了一點...，我也給忽略了。。。後來才想起來

你按下ctrl+C的時候，另外兩個fork出來的進程，他們也會接到SIGINT。。。就退出了。。所以你要先在子進程裡面忽略這個SIGINT信號，用signal(SIGINT,SIG_IGN)就OK了....
程序如下...

有解釋，你可以自己看看...

#include"stdio.h"
#include"unistd.h"
#include"signal.h"
#include"sys/types.h"
#include"stdlib.h"

int k=0;
pid_t child1=0,child2=0;

void func_main(int sig);
void func_child1(int sig);
void func_child2(int sig);

int main()
{
while((child1=fork())==-1);
if(child1==0)
{
printf("child1 OK\n");
signal(SIGINT,SIG_IGN);
signal(SIGUSR1,func_child1);
sleep(60);
}

else if(child1 >0)
{
while((child2=fork())==-1);
if(child2==0)
{
printf("child 2 OK\n");
signal(SIGINT,SIG_IGN);//你按下ctrl+C，子進程也會接受到ctrl的信號...所以，子進程忽略
//所提子進程要忽略掉這個SIGINT信號
signal(SIGUSR2,func_child2);
sleep(60); //這里為了驗證，如果進程沒退出，40妙之後自動會退出的
//不然就得手動在終端裡面kill掉這個進程了...
//有時候成了僵屍進程需要kill -9 才能殺死
}

else if(child2 >0)
{
signal(SIGINT,func_main);
printf("children forked OK...\n");
wait(0);

printf("child return...\n");

sleep(100);
return 0;
}
}

}

void func_main(int sig)
{
k++;
printf("to send signal\n");
//printf("child1=%d,child2=%d\n",child1,child2);
//if(k==1)
kill(child1,SIGUSR1);
//if(k==2) 加上這句，再按一次ctrl C，子進程2才會退出
就是你想要的效果了
kill(child2,SIGUSR2);
signal(SIGINT,SIG_DFL); //這里恢復ctrl+C的效果
//子進程退出之後，我們再按一次ctrl+C，當前的父進程就會像平常一樣，退出。

}

void func_child1(int sig)
{
printf("child1 is killed by parent!\n");
exit(0);
}

void func_child2(int sig)
{
printf("child2 is killed by parent!\n");
exit(0);
}