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Linux操作系統(tǒng)是世界上更受歡迎的開源操作系統(tǒng)之一，它具有高度的可定制性和可擴(kuò)展性。串口是一種用于在計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間收發(fā)數(shù)據(jù)的通信接口，它被廣泛用于嵌入式系統(tǒng)和電子設(shè)備中。Linux系統(tǒng)支持多種串口通信協(xié)議，因此在Linux系統(tǒng)中正確分配串口中斷號(hào)是至關(guān)重要的。本文將介紹Linux串口中斷號(hào)的分配規(guī)則和意義。
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一、Linux中的串口設(shè)備文件
在Linux中，每個(gè)串口都被映射到一個(gè)設(shè)備文件上。這些設(shè)備文件的命名方式如下：
/dev/ttySx：表示標(biāo)準(zhǔn)的串口設(shè)備，其中的x為串口號(hào)，從0開始計(jì)數(shù)。
/dev/ttyUSBx：表示USB串口設(shè)備，其中的x為USB接口號(hào)，從0開始計(jì)數(shù)。
/dev/ttyACMx：表示通過CDC-ACM驅(qū)動(dòng)程序連接的USB串口設(shè)備，其中的x為設(shè)備號(hào)，從0開始計(jì)數(shù)。
二、Linux中的中斷
中斷是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于處理輸入/輸出設(shè)備和其他外部事件的機(jī)制。Linux系統(tǒng)中的中斷被分為硬件中斷和軟件中斷兩種類型。
硬件中斷：由硬件設(shè)備引發(fā)，在硬件接收到新數(shù)據(jù)或出現(xiàn)其他重要事件時(shí)觸發(fā)。硬件中斷通常由中央處理器的芯片組控制器管理。
軟件中斷：由操作系統(tǒng)內(nèi)核生成，用于處理不同的系統(tǒng)事件。
三、串口中斷的意義
當(dāng)串口通信時(shí)，每當(dāng)新數(shù)據(jù)到達(dá)串口時(shí)，硬件設(shè)備會(huì)引發(fā)中斷通知CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。由于串口通信實(shí)際上是通過硬件完成的，因此中斷機(jī)制是非常重要的。
串口中斷可以將CPU從主程序轉(zhuǎn)移到子程序，以便及時(shí)處理串口通信數(shù)據(jù)。 在Linux上，使用中斷處理程序會(huì)令操作系統(tǒng)在發(fā)生中斷時(shí)暫停其當(dāng)前工作，然后為中斷事件提供服務(wù)，這在處理較為復(fù)雜的任務(wù)時(shí)非常有用。
四、Linux中的串口中斷號(hào)分配規(guī)則
Linux系統(tǒng)為訪問串口硬件設(shè)備的應(yīng)用程序分配中斷向量，這些向量范圍從0到255，其中的每個(gè)值代表一個(gè)唯一的中斷編號(hào)。Linux系統(tǒng)的串口中斷號(hào)分配規(guī)則如下：
1、每個(gè)串口都有兩個(gè)中斷號(hào)：一個(gè)用于讀取數(shù)據(jù)，一個(gè)用于寫入數(shù)據(jù)。這意味著每個(gè)串口都有兩個(gè)不同的向量值。
2、中斷優(yōu)先級(jí)越低的設(shè)備分配所在的編號(hào)越高。
3、如果兩個(gè)設(shè)備具有相同的優(yōu)先級(jí)，則使用最小的中斷號(hào)。
四、
Linux系統(tǒng)為使用串口通信的應(yīng)用程序提供了豐富的功能和選項(xiàng)。正確的中斷號(hào)分配可以更大限度地提高串口通信的效率和性能，并確保應(yīng)用程序正常工作。本文介紹了Linux中串口設(shè)備文件、中斷機(jī)制和中斷號(hào)分配規(guī)則，希望對(duì)讀者了解Linux系統(tǒng)串口通信提供一定的幫助。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- Linux中斷補(bǔ)充
Linux中斷補(bǔ)充
在系塌灶統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，CPU工作的模式有兩種，一種是中斷，由各種設(shè)備發(fā)起；一種是輪詢，由CPU主動(dòng)發(fā)起。
中斷IRQ:
中斷允許讓設(shè)備（如鍵盤，串口卡，并口等設(shè)備）表明它們需要CPU。一旦CPU接收了中斷請(qǐng)求，CPU就會(huì)暫時(shí)停止執(zhí)行正在運(yùn)行的程序，并且調(diào)用一個(gè)稱為中斷處理器或中斷服務(wù)程序（interrupt service routine）的特定程序。CPU處理完中斷后，就會(huì)恢復(fù)執(zhí)行之前被中斷的程序。
中斷分類：
硬中斷+軟中斷
硬中斷：
①非屏蔽中斷：不能被屏蔽，硬件發(fā)生的錯(cuò)誤：內(nèi)存錯(cuò)誤，風(fēng)扇故障，溫度傳感器故障等。
②可屏蔽中斷：可被CPU忽略或延遲處理。當(dāng)緩存控制器的外部針腳被觸發(fā)的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生這種類型的中斷，而中斷屏蔽寄存器就會(huì)將這樣的中斷屏蔽掉。我們可以將一個(gè)比特位設(shè)置為0，來禁用在此針腳觸發(fā)的中斷。
軟中斷：
是軟件實(shí)現(xiàn)的中斷,也就是程序運(yùn)行時(shí)其他程序?qū)λ闹袛?而空碼硬中斷是硬件實(shí)現(xiàn)的中斷,是程序運(yùn)行時(shí)設(shè)備對(duì)它的中斷。
CPU之間的中斷處理（IPI）
處理器間中斷允許一個(gè)CPU向系統(tǒng)其他的CPU發(fā)送中斷信號(hào)，處理器間中斷（IPI）不是通過IRQ線傳輸?shù)?，而是作為信?hào)直接放在連接所有CPU本地APIC的總線上。
CALL_FUNCTION_VECTOR （向量0xfb）
發(fā)往所有的CPU，但不包括發(fā)送者，強(qiáng)制這些CPU運(yùn)行發(fā)送者傳遞過來的函數(shù)，相應(yīng)的中斷處理程序叫做call_function_interrupt()，例如，地址存放在群居變量call_data中來傳遞的函數(shù)，可能強(qiáng)制其他所有的CPU都停止，也可能強(qiáng)制它們?cè)O(shè)置內(nèi)存類型范圍寄存器的內(nèi)容。通常，這種中斷發(fā)往所有的CPU，但通過p_call_function()執(zhí)行調(diào)用函數(shù)的CPU除外。
RESCHEDULE_VECTOR （向量0xfc）
當(dāng)一個(gè)CPU接收這種類型的中斷時(shí)，相應(yīng)的處理程序限定自己來應(yīng)答中斷，當(dāng)從中斷返回時(shí)，所有的重新調(diào)度都自動(dòng)運(yùn)行。
INVALIDATE_TLB_VECTOR （向量0xfd）
發(fā)往所有的CPU，但不包括發(fā)送者，強(qiáng)制它們的轉(zhuǎn)換后援緩團(tuán)虧扮沖器TLB變?yōu)闊o效。相應(yīng)的處理程序刷新處理器的某些TLB表項(xiàng)。
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