Linux内核模块与中断处理
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更新于2024-08-20
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"下半部及推后执行的工作-中断处理在Linux内核中的应用以及Linux内核模块的基础知识"
在Linux操作系统中,中断处理是至关重要的一个环节,它负责响应硬件事件,如网络数据包的接收和发送。中断处理通常分为上半部和下半部两部分。上半部,即中断处理程序,它被内核立即执行,特点是简单快速,主要用于处理时间敏感的硬件任务。例如,网络数据包的传输和接收就需要快速响应,以免丢失数据。而下半部则用于处理那些不那么紧急但可能更为耗时的任务,如网络协议的处理。下半部的工作被延迟到稍后进行,此时可以重新启用中断,允许处理时间消耗型任务,且不会干扰到其他中断服务。
中断处理程序存在一定的局限性,因为它们必须尽快完成,以免中断其他重要代码的执行,比如实时任务或其它中断处理。中断处理程序运行在中断上下文中,这意味着它们不能被阻塞,这限制了它们能够执行的操作。
Linux内核模块(Loadable Kernel Modules,LKM)为系统提供了灵活性和可扩展性。模块是一种目标对象文件,它们在内核空间运行,但未被链接成可独立执行的程序。模块可以动态地加载到内核中以扩展功能,或卸载以减小内存占用。加载模块使用insmod命令,卸载使用rmmod,查看已加载模块则可以使用lsmod,或者查看/proc/modules文件。modprobe命令用于自动加载依赖的模块。
模块具有以下优缺点:
- 优点:模块化让内核更紧凑,更灵活,只需编译所需模块,无需每次改动都重编整个内核。模块一旦加载,其作用等同于静态链接的内核代码。
- 缺点:模块增加内存占用,可能导致系统性能下降;错误的模块可能导致系统崩溃;内核需要维护模块的符号表和依赖关系。
与应用程序不同,内核模块运行在内核空间,它们的入口点是module_init,退出点是module_exit。模块的编译和加载过程也与普通C程序不同,使用特定的编译和链接选项,以及insmod命令进行加载。
中断处理的上半部和下半部是Linux内核高效处理硬件事件的关键策略,而内核模块机制则为Linux提供了高度可扩展性和灵活性,允许开发者根据需求动态添加或移除功能。了解这些基础知识对于理解和开发Linux驱动程序至关重要。
2012-09-01 上传
2019-02-19 上传
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