Linux操作系统内核编程中断处理程序 （1）

中断处理程序

除最后一章外，目前我们在内核中所做的事情就是响应一个进程的请求，可能通过处理一个特殊文件、发送一个ioctl或进行一个系统调用。但是内核的工作不只是响应进程请求，另一个也是很重要的工作是向连接到机器的硬件发布命令或消息。

CPU和其他硬件的交互有两种。第一种是CPU给硬件发命令。另一种是硬件需要告诉CPU一些东西。第二种交互叫做中断，它很难实现，因为它需要处理硬件，而不是CPU。硬件设备通常由一个非常小的ram，而如果你不在这个ram中的信息可用时把它们读出，它们就会丢失。

在Linux下，硬件中断叫做IRQ（Interrupt Requests的缩写）。有两种IRQ，短类型和长类型。短IRQ需要很短的时间，在此期间机器的其他部分被锁定，而且没有其他中断被处理。一个长IRQ需要较长的时间，在此期间可能发生其他中断（但不是发自同一个设备）。如果可能的话，最好把一个中段声明为长类型。

如果CPU接到一个中断，它就会停止一切工作（除非它正在处理一个更重要的中断，在这种情况下要等到更重要的中断处理结束后才会处理这个中断），把相关的参数存储到栈里，然后调用中断处理程序。这意味着在中断处理程序本身中有些事情是不允许的，因为这时系统处在一个未知状态。解决这个问题的方法是让中断处理程序做需要马上做的事，通常是从硬件读取信息或给硬件发送信息，然后把对新信息的处理调度到以后去做（这叫做半底），返回。内核确保尽快调用半底，而当调用时，任何允许在内核模块中做的事情就都可以做了。

实现的方法是在接到相关的IRQ（在Intel平台上有16个IRQ）时调用中断处理程序。这个函数接到IRQ号码、函数名、标志、一个/proc/interrupts的名字和传给中断处理程序的一个参数。标志中可以包括SA_SHIRQ来表明你希望和其他处理程序共享此IRQ（通常很多设备公用一个IRQ），或者一个SA_INTERRUPT表明这是一个紧急中断。这个函数仅在此IRQ没有其他处理程序或需要共享所有处理程序时才会成功运行。

那么，有了中断处理程序，我们就可以和硬件通信，并且可以使用queue_task_irq和tq_immediate和mark_bh(BH_IMMEDIATE)来调度半底。在2.0版本中不能使用标准queue_task的原因是中断可能发生在某个queue_task的中间。我们需要mark_bh是因为早期的Linux版本只有一个长度为32的半底队列。现在它们中的一个（BH_IMMEDIATE）用于那些没有得到分配给它们的半底入口的驱动程序的半底链表。