根文件以及中断

什么是根文件系统？

根文件系统首先是一种文件系统，该文件系统不仅具有普通文件系统的存储数据文件的功能，但是相对于普通的文件系统，它的特殊之处在于，它是内核启动时所挂载（mount）的第一个文件系统，内核代码的映像文件保存在根文件系统中，系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后从中把一些初始化脚本（如rcS,inittab）和服务加载到内存中去运行。里面包含了 Linux系统能够运行所必需的应用程序、库等，比如可以给用户提供操作 Linux的控制界面的shell程序、动态连接的程序运行时需要的glibc库等。

根文件系统的必要性：
总而言之：一套linux体系，只有内核本身是不能工作的，必须要rootfs（上的etc目录下的配置文件、/bin/sbin等目录下的shell命令，还有/lib目录下的库文件等）相配合才能工作。

中断

中断存在的意义是CPU控制外部设备的同时，外部设备也可以高效的控制CPU。这样的设计思想就扩展到了外部硬件控制CPU、软件控制CPU、CPU运行管理等三个方面。也就分别对应这硬中断，软中断和异常。

硬中断

硬件中断是平时接触的最多的一类event，比如鼠标、键盘、网卡等等都可以产生硬件中断。因为CPU并不知道外部硬件设备何时产生硬件中断请求，不会提前获知产生硬件中断的前提。

硬件中断的实现原理：外部IO设备通过连接到CPU，CPU内部集成了中断控制器，如ARM下的GIC中断控制器，然后通过相关的配置就可以触发CPU内部的中断。

软中断

当一个应用软件终止或者向操作系统请求一些服务时，软件中断就会发生。
如果说在软件代码中包含了系统调用，可以将software interrupt理解为同步事件。

当CPU接收到一个软件中断信号时，可能会暂时将控制切换到一个中断处理程序程序，内核中被中断挂起的进程(例如，一个程序的运行实例)将在中断被接受后恢复。

异常

CPU异常发生在各种错误的情况下，如当访问无效的内存地址或除零时，为了作出反应，产生了异常处理机制。不同架构的处理器对异常类型的定义有所不同，但核心思想是CPU工作过程遇到了不被允许的错误或者强制停止指令等。

中断的上下半部

为什么分为？

中断的执行要求快速，但是通常事情常常不随人愿，并不是所有中断的执行都可以快速的结束，而且，更麻烦的是，由于 linux 的中断不支持中断嵌套，在正式处理中断之前会屏蔽掉其它中断，直到中断处理完成，再打开继续接收中断，如果中断执行太慢，这就势必造成一些问题。

方法：
上半部分在中断服务程序中快速地完成，而对于耗时较多的任务，可以进行推迟处理。

Linux的下半部分可以分为：
softirq、tasklet、workqueue（工作队列）。

softfiq（也就是时间上需要快速响应的中断）

对于某些中断应用，它要求快速执行，但是为了系统的响应性能，需要考虑中断快速响应的问题，所以不能把所有任务放到中断中执行而需要将耗时部分推迟执行，在中断执行完成的时候立马执行下半部，对于这种中断，这是最好的解决方案，既保证了系统响应性，也保证了整个中断任务的快速执行，这种下半部就是 softirq。

……略

中断执行的流程

cpu接受中断->保存中断上下文跳转到中断处理历程->执行中断上半部->执行中断下半部->恢复中断上下文。