Linux 内核需要对连接到计算机上的所有硬件设备进行管理,毫无疑问这是它的份内事。如果要管理这些设备,首先得和它们互相通信才行,一般有两种方案可实现这种功能:
轮询(polling) 让内核定期对设备的状态进行查询,然后做出相应的处理;中断(interrupt) 让硬件在需要的时候向内核发出信号(变内核主动为硬件主动)。
第一种方案会让内核做不少的无用功,因为轮询总会周期性的重复执行,大量地耗用 CPU 时间,因此效率及其低下,所以一般都是采用第二种方案 。
对于中断的理解我们先看一个生活中常见的例子:QQ。第一种情况:你正在工作,然后你的好友突然给你发送了一个窗口抖动,打断你正在进行的工作。第
二种情况:当然你有时候也会每隔 5 分钟就去检查一下 QQ
看有没有好友找你,虽然这很浪费你的时间。在这里,一次窗口抖动就可以被相当于硬件的中断,而你就相当于 CPU,你的工作就是 CPU
这在执行的进程。而定时查询就被相当于 CPU 的轮询。在这里可以看到:同样作为 CPU 和硬件沟通的方式,中断是硬件主动的方式,较轮询(CPU
主动)更有效些,因为我们都不可能一直无聊到每隔几分钟就去查一遍好友列表。
CPU
有大量的工作需要处理,更不会做这些大量无用功。当然这只是一般情况下。好了,这里又有了一个问题,每个硬件设备都中断,那么如何区分不同硬件呢?不同设
备同时中断如何知道哪个中断是来自硬盘、哪个来自网卡呢?这个很容易,不是每个 QQ 号码都不相同吗?同样的,系统上的每个硬件设备都会被分配一个
IRQ 号,通过这个唯一的 IRQ 号就能区别张三和李四了。
从物理学的角度看,中断是一种电信号,由硬件设备产生,并直接送入中断控制器(如
8259A)的输入引脚上,然后再由中断控制器向处理器发送相应的信号。处理器一经检测到该信号,便中断自己当前正在处理的工作,转而去处理中断。此后,
处理器会通知 OS 已经产生中断。这样,OS
就可以对这个中断进行适当的处理。不同的设备对应的中断不同,而每个中断都通过一个唯一的数字标识,这些值通常被称为中断请求线。
与Linux设备驱动中中断处理相关的首先是申请与释放IRQ的API request_irq()和free_irq()。
C++是一种面向对象的计算机程序设计语言,由美国AT&T贝尔实验室的本贾尼·斯特劳斯特卢普博士在20世纪80年代初期发明并实现,最初它被称作“C with Classes”(包含类的C语言)。
它是一种静态数据类型检查的、支持多重编程范式的通用程序设计语言,支持过程化程序设计、数据抽象、面向对象程序设计、泛型程序设计等多种程序设计风格。
在C基础上,一九八三年又由贝尔实验室的Bjarne Strou-strup推出了C++,C++进一步扩充和完善了C语言,成为一种面向 对象的程序设计语言。
C++目前流行的编译器最新版本是Borland C++ 4.5,Symantec C++ 6.1,和Microsoft Visual C++ 2012。
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