Библиотека сайта rus-linux.net
| Цилюрик О.И. Модули ядра Linux | ||
| Назад | Внутренние механизмы ядра | Вперед |
Общая модель обработки прерывания
Схема обработки аппаратных прерываний — это принципиально архитектурно зависимое действие, связанное с непосредственным взаимодействием с контроллером прерываний. Но схема в основных чертах остаётся неизменной, независимо от архитектуры. Вот как она выглядела, к примеру, в системе MS-DOS для процессоров x86 и «старого» контроллера прерываний (чип 8259) - на уровне ассемблера это нечто подобное последовательности действий:
- После возникновения аппаратного прерывания управление асинхронно получает функция (ваша функция!), адрес которой записан в векторе (вентиле) прерывания.
- Обработку прерывания функция обработчика выполняет при запрещённых следующих прерываниях.
- После завершения обработки прерывания функция-обработчик восстанавливает контроллер прерываний (чип 8259), посылая сигнал о завершении прерывания. Это осуществляется отправкой команды EOI (End Of Interrupt — код 20h) в командный регистр микросхемы 8259. Это однобайтовый регистр адресуется через порт ввода/вывода 20h.
- Функция-обработчик завершается, возвращая управление командой iret (не ret, как все прочие привычные нам функции, вызываемые синхронно!).
Показанная схема слишком архитектурно зависима (по взаимодействию с контроллером прерываний), даже с более современным чипом APIC контроллера процессора x86 схема взаимодействия в деталях будет выглядеть по-другому. Это недопустимо для много-платформенной операционной системы, которой является Linux. Поэтому вводится логическая модель обработки прерываний, в которой аппаратно зависимые элементы взаимодействия берёт на себя ядро, а обработка прерывания разделяется на две последовательные фазы:x
- Регистрируется функция обработчика «верхней половины», который выполняется при запрещённых прерываниях локального процессора. Именно этой функции передаётся управление при возникновении аппаратного прерывания. Функция возвращает управление ядру системы традиционным return.
- Перед своим завершением функция-обработчик активирует последующее выполнение «нижней половины», которая и завершит позже начатую работу по обработке этого прерывания...
- В этой точке (после return из обработчика верхней половины) ядро завершает всё взаимодействие с аппаратурой контроллера прерываний, разрешает последующие прерывания, восстанавливает контроллер командой завершения обработки прерывания и возвращает управление из прерывания уже именно командой iret...
- А вот запланированная выше к выполнению функция нижней половины будет вызвана ядром в некоторый момент позже (но часто это может быть и непосредственно после завершения return из верхней половины), тогда, когда удобнее будет ядру системы. Принципиально важное отличие функции нижней половины состоит в том, что она выполняется уже при разрешённых прерываниях.
Исторически в Linux сменялось несколько разнообразных API реализации этой схемы (сами названия «верхняя половина» и «нижняя половина» - это дословно названия одной из старых схем, которая сейчас не присутствует в ядре). С появлением параллелизмов в ядре Linux, все новые схемы реализации обработчиков нижней половины (рассматриваются далее) построены на выполнении такого обработчика отдельным потоком ядра.
= = = = = = = = = =
здесь Рис. : модель обработки аппаратных прерываний
= = = = = = = = = =
| Предыдущий раздел: | Оглавление | Следующий раздел: |
| Обработка прерываний | Регистрация обработчика прерывания |