Рейтинг@Mail.ru

Наши друзья и партнеры

UnixForum





Библиотека сайта rus-linux.net

На главную -> MyLDP -> Электронные книги по ОС Linux
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

Поделиться: