嵌入式操作系统cha

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1、第七章中断与系统调用在Linux系统中，中断是外设与系统通信的必须手段，是处理器实时性的重要体现。通过这一章的学习，需要掌握以下基本内容中断概念基于ARM平台的中断特点Linux内核中断机制Linux中断处理程序设计Linux的中断处理机制Linux的系统调用学习目标主要内容1325中断概念嵌入式ARM平台的中断特点Linux内核中断机制Linux中断处理机制6Linux的系统调用4Linux中断处理程序设计一、中断概念中断机制中断含义中断响应过程Linux内核要管理计算机上的硬件设备，首先要和他们通信。而处理器的速度跟外围硬件设备的速度往往不在一个数量级上，因此，如

2、果内核采取让处理器向硬件发出一个请求，然后专门等待回应的办法，显然效率很低。既然硬件的响应这么慢，那么内核就应该在此期间处理其他事务，等到硬件真正完成了请求的操作之后，再回过头来对它进行处理。想要实现这种功能，轮询(polling)可能会是一种解决办法。可以让内核定期对设备的状态进行查询，然后做出相应的处理。不过这种方法很可能会让内核做不少无用功，因为无论硬件设备是正在忙碌着完成任务还是已经大功告成，轮询总会周期性地重复执行。更好的办法是由人为的来提供一种机制，让硬件在需要的时候再向内核发出信号(变内核主动为硬件主动)。这就是中断机制。一、中断概念1、中断机制在嵌入式

3、系统中外部设备的功能实现主要是依靠中断机制来实现的，即将设备功能程序的实现以中断服务子程序的形式进行组织。中断（interrupt）是指CPU正在执行的程序时，被内部/外部事件或有程序预先安排的事件所打断，当前正在执行的程序被中止，CPU转去处理所发生的事件，处理完毕后再返回继续执行暂时中止的程序执行，这一过程称为中断。一、中断概念2、中断的含义中断的作用：◎并行操作◎硬件故障报警与处理◎支持多道程序并发运行，提高计算机系统的运行效率◎支持实时处理功能Linux中通常分为外部中断（又叫硬件中断）、内部中断（又叫异常）和软件中断。内中断：即程序运行错误引起的中断

4、外中断：即由外部设备、接口卡引起的中断软件中断：由写在程序中的语句引起的中断程序的执行，称为软件中断一、中断概念2、中断的含义2、中断的含义按中断源进行分类：中断源：引起中断的事件称为中断源。中断源是多种多样的，按其性质可分为内部中断源和外部中断源。内部中断源位于CPU内部。主要的内部中断源有：（1）CPU指令运行产生异常，如除法溢出（除0中断）。（2）程序执行INT软件中断指令。如INT21H等。（3）程序调试过程中的中断，如单步中断。外部中断源是通过CPU的中断请求引脚发出中断请求信号。主要外部中断源有：（1）I/O设备，如键盘、显示器、打印机。（2）数据通道，如

5、软盘、硬盘等。（3）故障源，如电源掉电、内存及外部设备出错等。（4）其它外部设施备。一、中断概念2、中断的含义允许/禁止(开/关)中断：CPU通过指令限制某些设备发出中断请求，称为屏蔽中断。从CPU要不要接收中断即能不能限制某些中断发生的角度，中断可分为：可屏蔽中断：可被CPU通过指令限制某些设备发出中断请求的中断不可屏蔽中断：不允许屏蔽的中断如电源掉电中断优先级：为了管理众多的中断请求，需要按每个（类）中断处理的急迫程度，对中断进行分级管理，称其为中断优先级。在有多个中断请求时，总是响应与处理优先级高的设备的中断请求。中断嵌套：当CPU正在处理优先级较低的一个中断，

6、又来了优先级更高的一个中断请求，则CPU先停止低优先级的中断处理过程，去响应优先级更高的中断请求，在优先级更高的中断处理完成之后，再继续处理低优先级的中断，这种情况称为中断嵌套。一、中断概念具体的中断过程:一次完整的中断过程由中断请求、中断响应和中断处理三个阶段组成。中断请求：是由中断源发出的并送给CPU的控制信号，由中断源设备通过将接口卡上的中断寄存器的相应位置“1”完成。中断响应：当CPU接到中断请求，若满足下列条件，就会响应中断。中断处理过程：关中断->保存断点保护现场->判中断源转中断服务->开中断->执行中断服务程序->关中断->恢复现场恢复断点->开中断-

7、>返回断点3、中断过程一、中断概念主要内容1325中断概念嵌入式ARM平台的硬件中断特点Linux内核中断机制Linux中断处理机制6Linux的系统调用4Linux中断处理程序设计二、嵌入式ARM平台的硬件中断特点硬件中断中断请求过程ARM平台中断1、硬件中断二、嵌入式ARM平台中断特点2、中断请求过程二、嵌入式ARM平台中断特点中断发生时，外设需要通知操作系统它那里发生了一些事情，但是中断的功能仅仅是一个设备报警，当报警灯亮时中断处理程序只知道有事情发生，但发生了什么事情还需要查看设备才行。即就是访问设备上的一些寄存器后，才知道具体发生什么的事情