Linux内核中断处理与驱动概述

"本文主要介绍了Linux系统驱动中的中断处理流程，特别是针对ARM架构的Linux内核。内容包括了Linux内核的历史、移植性，以及Linux内核目录结构的概述。同时，提到了阅读和理解Linux内核源码的挑战与内核编程的特点。" 在Linux系统驱动中，中断处理是操作系统核心功能之一，特别是在嵌入式系统如ARM架构的设备中，中断处理的效率直接影响系统的响应速度和稳定性。当硬件设备触发中断时，中断处理流程大致如下： 1. **进入中断服务例程**: 当硬件中断发生时，处理器会跳转到预定义的中断服务例程(__irq_svc)，这个过程通常涉及保存当前进程的状态，以便稍后恢复。 2. **预处理**: 在占先式（可剥夺）内核中，中断处理可能会导致当前正在运行的进程被抢占，因为更高优先级的进程或中断可能需要处理。此时，系统会进行必要的预处理，如保存上下文。 3. **获取中断号和基地址**: 通过`get_irqnr_and_base`函数，系统确定哪个设备或中断线产生了中断，并找到相应的中断处理函数。 4. **进入C语言中断处理**: 接下来，控制权转移给C语言实现的中断处理函数`asm_do_IRQ`，这里通常包含了具体的设备处理逻辑。 5. **调度处理**: 在C中断处理函数执行完毕后，如果在中断过程中发生了任务调度，那么占先式内核会执行调度程序，可能切换到另一个进程运行。 6. **中断返回**: 最后，处理器会恢复之前保存的上下文，并从中断服务例程返回，继续执行被打断的进程。 了解Linux内核源码对于开发和调试驱动程序至关重要，尽管这是一项挑战，因为内核规模庞大且结构复杂。Linux2.4内核包含大约1万个文件和4百万行代码，而更新的2.6内核则进一步增加到1.5万个文件和6百万行代码。Linux内核主要使用扩展后的ANSI C编写，依赖于特定版本的GCC进行编译。对于开发者来说，理解内核代码需要熟悉C99编程风格和GCC的特性。 在分析和阅读内核源码时，开发者需要掌握内核的目录结构，例如在`/arch`下可以看到针对不同架构的代码，像`/arch/arm`就是专门为ARM处理器设计的代码。此外，还有如`/drivers`用于存放设备驱动，`/kernel`包含核心功能，`/mm`处理内存管理等。通过深入理解这些组件，开发者可以更好地理解和定制Linux内核以适应特定的硬件和应用场景。