《linux協(xié)議棧源碼分析》讀書報(bào)告

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1、讀書報(bào)告題目《Linux協(xié)議棧源碼分析》-13-/13一、介紹-2-1.1、中斷模型-2-1.1.1、軟中斷-2-1.1.2、硬中斷-2-1.2、硬中斷和軟中斷的區(qū)別-2-二、中斷處理-3-2.1、中斷線-3-2.1.1、中斷線分配方式-3-2.1.2、特性-3-2.2、硬中斷處理-4-2.2.1、硬中斷的開關(guān)-4-2.2.2、注冊軟中斷處理函數(shù)-4-2.3、軟中斷處理-5-2.3.1、軟中斷的開關(guān)-5-2.3.2、注冊軟中斷處理函數(shù)-5-2.3.3、待處理的軟中斷檢查和執(zhí)行-6-2.4、軟中斷處理和硬中斷

2、處理區(qū)別-6-2.5、關(guān)于中斷上下文的一些宏-6-三、中斷處理中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-6-3.1、中斷描述符-6-3.2、中斷描述符表和中斷描述符數(shù)組-9-3.3、中斷控制器描述符(PIC、APIC)-10-3.4、中斷服務(wù)例程(ISR)-12-四、總結(jié)-13--13-/13一、介紹1.1、中斷模型Linux支持CPU的外部硬件中斷和內(nèi)部中斷。不管是內(nèi)部還是外部中斷，系統(tǒng)都會(huì)根據(jù)接收到的中斷信息，查詢idt表。idt表依照中斷源的位置按序組成，并對應(yīng)中斷服務(wù)程序（以及異常處理程序）的入口地址。Linux系統(tǒng)在初始化頁式

3、虛存管理的初始化以后，便調(diào)用trap_init和init_IRQ兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行中斷機(jī)制的初始化。1.1.1、軟中斷內(nèi)部中斷包含系統(tǒng)調(diào)用陷入和異常。(1)系統(tǒng)調(diào)入陷入系統(tǒng)調(diào)用就是軟件有計(jì)劃地調(diào)用CPU提供的特殊指令，觸發(fā)CPU內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)中斷，于是完成一次核內(nèi)核外運(yùn)行空間的切換。(2)異常異常就是軟件無意的執(zhí)行了一個(gè)非法指令（比如除0）從而造成CPU內(nèi)部引發(fā)一次中斷。?1.1.2、硬中斷外部中斷特指外部設(shè)備發(fā)出的中斷信號。但這幾種中斷的CPU處理過程基本相同，即：在執(zhí)行完當(dāng)前指令后，或在執(zhí)行當(dāng)前指令期間，根據(jù)中

4、斷源所提供的“中斷向量”，在內(nèi)存中找到相應(yīng)的ISR（中斷服務(wù)例程）然后調(diào)用之。?1.2、硬中斷和軟中斷的區(qū)別(1)軟中斷是執(zhí)行中斷指令產(chǎn)生的，而硬中斷是由外設(shè)引發(fā)的。(2)硬中斷的中斷號是由中斷控制器提供的，軟中斷的中斷號由指令直接指出，無需使用中斷控制器。(3)硬中斷是可屏蔽的，軟中斷不可屏蔽。(4)硬中斷處理程序要確保它能快速地完成任務(wù)，這樣程序執(zhí)行時(shí)才不會(huì)等待較長時(shí)間，稱為上半部。(5)軟中斷處理硬中斷未完成的工作，是一種推后執(zhí)行的機(jī)制，屬于下半部。?-13-/13二、中斷處理2.1、中斷線　　每個(gè)能

5、夠產(chǎn)生中斷的設(shè)備或者模塊都會(huì)在內(nèi)核中注冊一個(gè)中斷服務(wù)例程(ISR)，當(dāng)產(chǎn)生中斷時(shí)，中斷處理程序會(huì)被執(zhí)行，在中斷處理程序中，首先會(huì)保存中斷向量號和上下文，之后執(zhí)行中斷線對應(yīng)的中斷服務(wù)例程。對于CPU來說，中斷線是非常寶貴的資源，而由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，外部設(shè)備數(shù)量和種類越來越多，導(dǎo)致了中斷線資源不足的情況，linux為了應(yīng)對這種情況，實(shí)現(xiàn)了兩種中斷線分配方式，分別是：共享中斷線，中斷線動(dòng)態(tài)分配。2.1.1、中斷線分配方式（1）共享中斷線　　多個(gè)設(shè)備共用一條中斷線，當(dāng)此條中斷線發(fā)生中斷時(shí)，因?yàn)椴豢赡茴A(yù)先知道哪個(gè)特定

6、的設(shè)備產(chǎn)生了中斷，因此，這條中斷線上的每個(gè)中斷服務(wù)例程都會(huì)被執(zhí)行，以驗(yàn)證是哪個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的中斷(一般的，設(shè)備產(chǎn)生中斷時(shí)，會(huì)標(biāo)記自己的狀態(tài)寄存器，中斷服務(wù)例程通過檢查每個(gè)設(shè)備的狀態(tài)寄存器來查找產(chǎn)生中斷的設(shè)備)，因此共享中斷線的分配方式是比較常見的。（2）中斷線動(dòng)態(tài)分配　　一條中斷線在可能使用的時(shí)刻才與一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序關(guān)聯(lián)起來，這樣一來，即使幾個(gè)硬件設(shè)備并不共享中斷線，同一個(gè)中斷向量也可以由這幾個(gè)設(shè)備在不同時(shí)刻運(yùn)行。2.1.2、特性(1)中斷處理程序正在運(yùn)行時(shí)，CPU會(huì)通知中斷控制器屏蔽產(chǎn)生此中斷的中斷線。此中斷

7、線發(fā)出的信號被暫時(shí)忽略，當(dāng)中斷處理程序結(jié)束時(shí)恢復(fù)此中斷線。(2)在中斷服務(wù)例程的設(shè)計(jì)中，原則上是立即處理緊急的操作，將非緊急的操作延后處理(交給軟中斷進(jìn)行處理)。(3)中斷處理程序是運(yùn)行在中斷上下文，但是其是代表進(jìn)程運(yùn)行的，因此它所代表的進(jìn)行必須處于TASK_RUNNING狀態(tài)，否則可能出現(xiàn)僵死情況，因此在中斷處理程序中不能執(zhí)行任何阻塞過程。-13-/132.2、硬中斷處理2.2.1、硬中斷的開關(guān)簡單禁止和激活當(dāng)前處理器上的本地中斷：local_irq_disable();local_irq_enable(

8、);保存本地中斷系統(tǒng)狀態(tài)下的禁止和激活：unsignedlongflags;local_irq_save(flags);local_irq_restore(flags);2.2.2、注冊軟中斷處理函數(shù)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序要處理硬件中斷，必須掛接ISR，則掛接一個(gè)ISR可以用這個(gè)函數(shù)，要注意的是你在掛接ISR之前要正確的初始化你的設(shè)備，并且要保證用正確的順序掛接中斷。里面調(diào)用?setup_irq?就是把創(chuàng)建的irqacti