Linux设备驱动：硬中断详解与中断产生机制

Linux设备驱动程序中断分析深入探讨了操作系统中两种主要的中断类型：软中断和硬中断。硬中断，也称为“中断处理程序”，是与硬件紧密相关的，它负责直接响应来自硬件的中断信号。当硬件检测到特定事件时，如打印机端口产生的中断，它会触发一个硬件中断，这个中断信号会被转换成一个软中断，进而传递到操作系统内核，让内核能够唤醒相应的处理进程。 在Linux中，硬中断的过程如下： 1. 中断产生：设备通过中断线发送高电平信号，通知操作系统发生了中断。中断线是物理连接在CPU外的设备控制器上的，如8259中断控制器可以管理多条中断线，如单个8259可管理8条，级联后可扩展至15条。 2. 中断识别：操作系统通过中断控制器的状态位来识别是哪条中断线发出的信号。这要求设备驱动程序必须能够精确地控制中断线，即申请中断请求IRQ（Interrupt Request）。 3. 中断处理：当硬中断被处理程序接收后，驱动程序会检查设备的状态寄存器，了解设备的具体情况，然后执行相应的操作。这个过程体现了中断处理程序的核心职责，即解码中断信号，处理设备状态，并可能更新系统的状态。 4. 中断线管理：随着硬件设备数量的增长，中断线资源变得紧张。因此，设备驱动程序需要向操作系统申请中断请求，确保中断线的有效利用。 总结来说，Linux设备驱动程序中断管理是操作系统与硬件交互的关键环节，它确保了设备能及时通知内核并进行有效处理，同时涉及中断线的分配、中断信号的解码以及处理程序的执行，这些都是驱动程序设计者需要掌握的核心技术。软中断在本文中未做详述，它们主要与进程调度相关，但同样重要，共同构成了操作系统中断处理的完整体系。