嵌入式Linux驱动程序设计：中断方式解析

"中断方式是嵌入式Linux驱动程序设计中的关键机制，用于提高处理器效率，尤其在多任务操作系统中。中断方式允许CPU在不浪费时间等待外设操作完成的情况下，高效地执行其他任务。中断源是能够向CPU发出中断请求的设备或事件，当满足特定条件，如内部中断允许、未被屏蔽且当前指令执行完毕，CPU会响应中断，保存当前程序状态，执行中断服务子程序，然后在完成服务后返回原程序。中断机制使得CPU与外设可以并行工作，有利于实时信息处理和系统故障处理。在Linux中，设备分为块设备和字符设备，两者有不同的I/O操作和支持的特性。驱动程序与外设间的数据交换方式包括查询方式、中断方式和直接内存存取（DMA）。查询方式虽然硬件开销小，但在等待外设响应时会浪费CPU时间。中断方式则能显著提高效率，避免CPU空闲等待。" 在嵌入式Linux驱动程序开发中，设备管理是核心部分。Linux将设备分为块设备和字符设备，前者如磁盘，以块为单位进行I/O操作，后者如键盘，以字符为单位进行I/O。网络设备则介于两者之间，具有特殊性质。块设备接口支持面向块的I/O，通过内核的I/O缓冲区进行操作，适合随机存取。字符设备接口则不使用系统缓存，需要自管理缓冲区，仅支持顺序存取。 数据交换的三种方式各有优缺点。查询方式简单且硬件需求低，但CPU会因不断查询外设状态而效率低下。中断方式克服了这一问题，当外设准备就绪时，通过中断请求通知CPU，使得CPU可以执行更重要的任务，提高系统整体效率。中断服务子程序处理完中断事件后，CPU会恢复执行原程序，实现了处理器与外设操作的解耦。直接内存存取（DMA）方式则允许数据直接在设备和内存之间交换，无需CPU介入，进一步提高了数据传输速度，减轻了CPU负担。 在设计驱动程序时，选择合适的设备类型和数据交换方式至关重要，需要考虑设备特性、系统资源和性能需求。中断方式在多任务环境下的优势使其成为驱动程序设计中的首选，尤其是在需要高响应性和效率的场景下。通过理解和熟练运用中断机制，开发者可以构建出更高效的嵌入式Linux驱动程序。