Linux内核(二)中断基本概念

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首先解释一些容易混淆的概念：
 
中断上下文：正在执行ISR或者下半部。没有进程背景(只是暂停CPU去内存中其他地方执行一段快速代码)，所以不能被切换(比如睡眠，被其他进程抢占等都不行)。
进程上下文：非中断上下文(比如执行系统调用或者内核线程的时候)。此时内核代表线程在执行，所以允许睡眠，被抢占等(被切换)。
中断栈：每个处理器有一个专门的中断栈。以前中断处理程序都是使用中断进程的内核栈(只有一个)，但是内核栈越来越不够用，所以中断处理程序有了自己的栈---中断栈，每个处理器一个。
中断源：
(a) 外设请求(通过中断线，CPU从INTR引脚接收信号)；
(b) 定时器时间到(可编程定时器完成计时任务)；
(c) 硬件故障和程序出错；
(d) 软件中断(软件中断指令产生，是程序实现安排好的)；
 
中断类型：
(1)硬件中断(外部中断)：由硬件产生的异步中断，不知道什么时候会到来。
(e)可屏蔽中断：从INTR引脚接收的信号。一般是由外设发送过来。可以被屏蔽，如果被屏蔽掉了，中断控制器会在寄存器中某个位记录这一请求，等到中断被开启时再去驱动CPU的INTR。如果同一时刻有多个中断请求，则中断控制器会先向CPU报告优先级高的中断，然后再报告优先级低的。
可以有三种方式关闭外部可屏蔽中断：
---通过cli指令将标志寄存器中IF位清零，关闭所有中断线。
注意请中断指令只是关闭中断线，不会影响软件中断和不可屏蔽中断；
---通过中断控制器中的终端屏蔽寄存器，屏蔽掉某一特定的中断线(IRQn)；
---通过设备的设备控制寄存器控制该设备是否发出中断，屏蔽单个设备；

可屏蔽中断响应时间：

CPU接收到INTR引脚传来的信号时，必须具备以下四个条件才予以响应：

(1) 无总线请求；

(2) 无非屏蔽中断请求；

(3) CPU允许中断；

(4) CPU执行完现行指令；
 
(f)不可屏蔽中断：例如CPU掉电等；
非屏蔽中断响应时间：
CPU接收到来自NMI引脚传来的信号，必须具备以下两个条件才予以响应：
(1) 无总线请求；
(2) CPU执行完现行指令；
 
(2)软件中断(内部中断)：由CPU内部指令产生，是同步中断(从CPU的角度看)。
(a)Fault：指令执行出错；
(b)Traps：通过中断描述符表预定，例如INT3等，相当于立即执行一条跳转指令，跳转到ISR入口地址；
(c)Aborts：严重错误；
 
中断向量划分：
中断向量是8位的，总共可以有256(0-255)项，处理器使用0-31号作为内部中断，而其余的可以自由使用。一般8259A的IRQ0使用32，IRQ1使用33。。。Linux中使用Int
0x80作为系统调用。
 
中断的初始化：
不同硬件系统有不同的终端控制器，因此内核定义了一个irq_chip结构来描述中断控制器，内核无需关心具体细节。设备驱动程序只需要参照其datasheet，提供硬件相关的操作函数，定义一个irq_chip对象就可以了。

 
关中断指令CLI：
    并不会影响软件中断(INT0x80)，因为关中断是清除中断请求寄存器的相应位，即禁止中断线，只能关闭外部硬件中断，而不能影响CPU内部软件中断。