Linux如何及时响应外部中断

FPGA每隔100us给运行linux的ARM一个中断，要求在20us内响应中断，并读走200016bit的数据。

目前主要的问题是，当系统同时发生多个中断时，会严重影响linux对FPGA中断的响应时间。如何解决？

1、首先想到了ARM的FIQ，它可以打断IRQ中断服务程序，保证对外部FIQ的及时响应。但是发现linux只实现了IRQ，没有显示FIQ。

linux是从devicetree读取中断号，加入中断向量表的。

interrupts = <0x0 0x32 0x0>;中的第一个字段0表示非共享中断，非零表示共享中断，SDK产生的dts统一为0，此时第二字段的值比XPS中的小32；如果第一字段非零，则第二字段比XPS小16

最后字段表示中断的触发方式。

IRQ_TYPE_EDGE_RISING =0x00000001,

IRQ_TYPE_EDGE_FALLING =0x00000002,

IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH =0x00000004,

IRQ_TYPE_LEVEL_LOW =0x00000008,

很明显，devicetree根本没有提供通知linux有FIQ的渠道。

2、再来看linux的IRQ

linux的中断分为上半部和下半部，上半部运行在IRQ模式，会屏蔽所有中断，下半部运行在SVC模式，会重新打开中断。

也就是说，当一个中断的上半部正在运行时（不能再次响应中断），FPGA的中断是不能被linux响应的；

反过来，当FPGA中断的上半部正在运行时（不能再次响应中断），其他的中断也不能被linux响应；

unsigned long flags;

local_irq_save(flags);

local_irq_restore(flags);

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ARM有七种模式，我们这里只讨论SVC、IRQ和FIQ模式。

我们可以假设ARM核心有两根中断引脚（实际上是看不见的），一根叫 irq pin, 一根叫fiq pin

在ARM的cpsr中，有一个I位和一个F位，分别用来禁止IRQ和FIQ的。

先不说中断控制器，只说ARM核心。正常情况下，ARM核都只是机械地随着pc的指示去做事情，当CPSR中的I和F位为1的时候，IRQ和FIQ全部处于禁止状态。无论你在irq

pin和fiq pin上面发什么样的中断信号，ARM是不会理你的，你根本不能打断他，因为他耳聋了，眼也瞎了。

在I位和F位为0的时候，当irq

pin上有中断信号过来的时候，就会打断arm的当前工作，并且切换到IRQ模式下，并且跳到相应的异常向量表（vector)位置去执行代码。这个过程是自动的，但是返回到被中断打断的地方就得您亲自动手了。当你跳到异常向量表，处于IRQ的模式的时候，这个时候如果irq

pin上面又来中断信号了，这个时候ARM不会理你的，irq

pin就跟秘书一样，ARM核心就像老板，老板本来在做事，结果来了一个客户，秘书打断它，让客户进去了。而这个时候再来一个客户，要么秘书不断去敲门问，要么客户走人。老板第一个客户没有会见完，是不会理你的。

但是有一种情况例外，当ARM处在IRQ模式，这个时候fiq pin来了一个中断信号，fiq

pin是什么？是快速中断呀，比如是公安局的来查刑事案件，那才不管你老板是不是在会见客户，直接打断，进入到fiq模式下，并且跳到相应的fiq的异常向量表处去执行代码。那如果当ARM处理FIQ模式，fiq

pin又来中断信号，又就是又一批公安来了，那没戏，都是执法人员，你打不断我。那如果这个时候irq

pin来了呢？来了也不理呀，正在办案，还敢来妨碍公务。

所以得出一个结论： IRQ模式只能被FIQ模式打断，FIQ模式下谁也打不断。

在打不断的情况下，irq pin 或 fiq pin随便你怎么发中断信号，都是白发。

所以除了fiq能打断irq以外，根本没有所谓中断嵌套的情况。

Linux不用FIQ,只用到了IRQ。但是我们有时候一个中断需要处理很长时间，那我们就需要占用IRQ模式那么长的时间吗？没有，linux在IRQ模式下只是简单的记录是什么中断，马上就切换回了SVC模式，换句话说，Linux的中断处理都是在SVC模式下处理的。

只不过SVC模式下的ISR上半部关闭了当前中断线，下半部才重新打开

在Linux服务器实际应用中，经常会有需要长时间执行的任务。这类任务若在前台运行，用户无法进行其他 *** 作或者断开与服务器的连接，否则任务将被中止。此时适合使用守护进程。为了使用守护进程，需要了解Linux前台、后台、守护进程的概念与使用，本文将对此进行讲解。

可以看出，”后台任务”与”前台任务”的重要区别： 是否继承标准输入 。所以，执行后台任务的同时，用户还可以输入其他命令。

为了理解守护任务为何在结束session时也不退出，需要先了解Linux下退出session时发生的 *** 作。

Session退出时，linux系统设计如下：

前台任务会随着session的退出而退出是因为它收到了 SIGHUP信号 。

后台任务是否会受到SIGNUP信号，取决于shell的 huponexit 参数。可以通过 $ shopt | grep huponexit 查看该参数的值。大多数Linux系统，这个参数默认关闭（off）。因此，session退出的时候，不会把SIGHUP信号发给”后台任务”，即此时的后台任务是守护进程，但这显然不够安全。并不保险，因为有的系统的 huponexit 参数可能是打开的（on）状态。

更保险的方法是使用 disown命令。它可以将指定任务从”后台任务”列表（jobs命令的返回结果）之中移除 。一个”后台任务”只要不在这个列表之中，session 就肯定不会向它发出SIGHUP信号。

执行上面的命令以后， serverjs 进程就被移出了”后台任务”列表。你可以执行 jobs 命令验证，输出结果里面，不会有这个进程。

但是，这样还存在问题。因为 ”后台任务”的标准 I/O 继承自当前 session， disown 命令并没有改变这一点 。一旦”后台任务”读写标准 I/O，就会发现它已经不存在了，所以就 报错终止执行 。 为了解决这个问题，需要对”后台任务”的 标准 I/O 进行重定向 。

这样基本上就没有问题了。

注：

/dev/null 文件的作用

这是一个无底洞，任何东西都可以定向到这里，但是却无法打开。

所以一般很大的stdou和stderr当你不关心的时候可以利用stdout和stderr定向到这里

nohup命令对serverjs进程做了三件事。

阻止SIGHUP信号发到这个进程。

关闭标准输入。该进程不再能够接收任何输入，即使运行在前台。

重定向标准输出和标准错误到文件nohupout。

也就是说，nohup命令实际上将子进程与它所在的 session 分离了。 注意，nohup命令不会自动把进程变为”后台任务”，所以必须加上&符号

守护进程创建方法：

方法一：

方法二：

方法三：

fg、bg、jobs、&、nohup、ctrl+z、ctrl+c 命令

一、&

加在一个命令的最后，可以把这个命令放到后台执行，如：

二、ctrl + z

可以将一个正在前台执行的命令放到后台，并且处于暂停状态。

CTRL+Z 和 CTRL+C的对比

CTRL+Z 和 CTRL+C 都是中断命令,但是他们的作用却不一样

CTRL+C 是强制中断程序的执行，而 CTRL+Z 的是将任务中断,但是此任务并没有结束,仍然在进程中，只是维持挂起的状态，用户可以使用 fg/bg *** 作继续前台或后台的任务。

三、jobs

查看当前有多少在后台运行的进程

jobs -l选项可显示所有任务的PID，jobs的状态可以是running, stopped, Terminated。但是如果任务被终止了（kill），shell 从当前的shell环境已知的列表中删除任务的进程标识。

四、fg

将后台中的命令调至前台继续运行。如果后台中有多个命令，可以用 fg %jobnumber （jobnumber是命令编号，不是进程号）将选中的命令调出。

五、bg

将一个在后台暂停的命令，变成在后台继续执行。

如果后台中有多个命令，可以用 bg %jobnumber 将选中的命令调出。

六、kill

方法1：通过jobs命令查看job号（假设为num），然后执行

方法2：通过ps命令查看job的进程号（PID，假设为pid），然后执行

前台进程的终止：Ctrl+c

七、nohup

如果想让程序即使在关闭当前的终端后也始终在后台执行（之前的&做不到），需要使用nohup命令。

nohup命令可以在你退出帐户/关闭终端之后继续运行相应的进程。

关闭终端后，在另一个终端jobs已经无法看到后台跑的程序了，此时利用ps（进程查看命令）查看进程。

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Linux kill 命令用于终止进程，其用法步骤如下：

需要准备的材料分别是：电脑、linux连接工具。

1、首先连接上linux主机，进入命令行状态。

2、输入：ps -ef，按回车，查询进程列表。

3、选择需要终止的进程，例如PID为9977的进程，则命令行输入：kill 9977，按回车即可终止该进程。

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