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它們?cè)试S硬件設(shè)備在需要時(shí)通知CPU，從而觸發(fā)相應(yīng)的處理程序
Linux內(nèi)核通過(guò)一套復(fù)雜而高效的中斷處理機(jī)制——IRQs（Interrupt Request Lines），實(shí)現(xiàn)了對(duì)中斷的精確管理和處理
本文將深入探討Linux IRQs的工作原理、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其在系統(tǒng)初始化、中斷處理等方面的應(yīng)用
一、IRQs的基本概念 IRQs，即中斷請(qǐng)求線，是硬件向CPU發(fā)出中斷信號(hào)的方式
每個(gè)硬件設(shè)備都有一個(gè)或多個(gè)IRQ號(hào)，這些號(hào)碼在系統(tǒng)中是全局唯一的
當(dāng)硬件設(shè)備需要CPU的注意時(shí)，它會(huì)通過(guò)特定的IRQ線發(fā)送中斷信號(hào)
CPU在接收到中斷信號(hào)后，會(huì)暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理
在Linux內(nèi)核中，IRQs的管理涉及多個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中最核心的是`structirq_desc`
這個(gè)結(jié)構(gòu)體包含了中斷的大部分信息，并連接了驅(qū)動(dòng)層和物理中斷設(shè)備層
每個(gè)IRQ號(hào)都對(duì)應(yīng)一個(gè)`structirq_desc`結(jié)構(gòu)體，共享相同IRQ號(hào)的中斷會(huì)共享該結(jié)構(gòu)體
二、IRQs的管理與初始化 Linux內(nèi)核通過(guò)一系列初始化和配置步驟來(lái)管理IRQs
這些步驟包括設(shè)置IRQ號(hào)、分配`structirq_desc`結(jié)構(gòu)體、初始化中斷處理函數(shù)等
1.IRQ號(hào)的分配： IRQ號(hào)在系統(tǒng)中是全局唯一的，內(nèi)核使用一個(gè)bitmap `allocated_irqs`來(lái)標(biāo)識(shí)當(dāng)前系統(tǒng)已經(jīng)分配的IRQ號(hào)
對(duì)于IRQ號(hào)分布集中的情況，內(nèi)核采用數(shù)組直接管理，數(shù)組下標(biāo)就是IRQ號(hào)；而對(duì)于IRQ號(hào)比較分散的，內(nèi)核則采用radix tree來(lái)管理所有的IRQ號(hào)
2.struct irq_desc的初始化： 每個(gè)IRQ號(hào)都對(duì)應(yīng)一個(gè)`struct irq_desc`結(jié)構(gòu)體
在初始化過(guò)程中，內(nèi)核會(huì)為每個(gè)IRQ號(hào)分配并初始化一個(gè)`struct irq_desc`結(jié)構(gòu)體
這個(gè)結(jié)構(gòu)體包含了中斷的詳細(xì)信息，如中斷處理函數(shù)、中斷狀態(tài)等
3.中斷處理函數(shù)的設(shè)置： 中斷處理函數(shù)是當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，CPU要執(zhí)行的代碼
在Linux內(nèi)核中，中斷處理函數(shù)通過(guò)`request_irq`函數(shù)進(jìn)行安裝
當(dāng)硬件設(shè)備觸發(fā)中斷時(shí)，CPU會(huì)跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的中斷處理函數(shù)進(jìn)行處理
三、中斷處理流程 Linux內(nèi)核的中斷處理流程可以分為幾個(gè)關(guān)鍵步驟：中斷接收、中斷處理和中斷恢復(fù)
1.中斷接收： 當(dāng)硬件設(shè)備觸發(fā)中斷時(shí)，CPU會(huì)暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，并跳轉(zhuǎn)到中斷向量表（Interrupt Descriptor Table, IDT）中對(duì)應(yīng)的中斷處理程序入口
這個(gè)入口通常是一個(gè)匯編語(yǔ)言編寫的中斷處理例程，它負(fù)責(zé)保存當(dāng)前CPU的上下文，并跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理函數(shù)
2.中斷處理： 中
