理解 Linux 系统中断
中断Interrupt，在 wikipedia 的定义为：“在计算机科学中是指处理器接收到来自硬件或软件的信号，提示发生了某个事件，应予以注意，这种情况就称为中断”。
从 wikipedia 定义中可以明确，中断信号可以来自于：
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外围硬件的异步信号 -
软件的同步信号
CPU 接收到信号后，CPU会打断当前的工作并保存现场，然后CPU会根据中断信号找到一对应的处理程序来执行，处理完毕后再根据处理结果决定是否需要继续执行原来任务。
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中断解决了什么问题？
中断一开始的设计初衷是为了避免CPU与外部设备通信时的忙等待。
众所周知，CPU的运算速度远超与存储设备、外部硬件的操作速度，例如当CPU下发读取数据的指令给硬盘设备后，在硬盘准备数据的期间，CPU需要进行忙等待，反复轮询硬盘设备是否已经完成动作并返回结果，这就导致了大量的CPU周期被浪费。
有了中断技术后，CPU给硬盘设备发生指令后，无需等待硬盘完成操作，可以立即返回以处理其他任务，待硬盘完成动作后，发送中断信号给CPU，CPU根据中断信号接着回来处理结果即可。
后来中断技术也被用于 CPU外部与内部的紧急事件的处理、机器故障的处理、时间控制等多个方面，并产生了通过软件方式进行中断处理的概念。
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中断信号的类型
中断信号通常有以下几种：
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硬件中断
硬件中断的信号是异步的，即CPU也不知道 硬件中断信号 什么时候会产生，它由外部硬件设备触发。硬件中断还可以被细分为：
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可屏蔽中断
硬件中断的一类，可通过在中断屏蔽寄存器中设定位掩码来关闭。 -
非可屏蔽中断
CPU必须处理的中断，无法通过在中断屏蔽寄存器中设定位掩码来关闭。典型例子是时钟中断（一个硬件时钟以恒定频率—如50Hz—发出的中断）。 -
处理器间中断
一种特殊的硬件中断。由处理器发出，被其它处理器接收。仅见于多处理器系统，以便于处理器间通信或同步。 -
伪中断
一类不希望被产生的硬件中断。发生的原因有很多种，如中断线路上电气信号异常，或是中断请求设备本身有问题。
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软件中断
软件中断，本质是一条CPU指令，用以自陷一个中断，因此软件中断的信号是同步的。
软件中断也被称为异常, 通常是由 程序错误 或者 必须内核处理的异常条件 产生。异常可以分为：-
陷阱：有意的异常，例如系统调用 -
故障: 潜在可恢复的错误 -
中止: 不可恢复的错误
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中断系统的设计和实例
作为一个程序员，硬件实现原理的确超出我的技术范畴，在这里只能说有兴趣了解的可以看下wikipedia：
这里面介绍了关于中断系统在设计层面，外部设备如何触发中断请求，CPU如何获得中断信号和寻找和执行中断处理程序等。
并简单介绍了CPU引脚、中断向量表等。
中断处理程序
中断处理程序，顾名思义，CPU收到中断信号后，所需要执行的对应处理程序。
硬件中断和软件中断的处理程序区别：
- 硬件中断的处理程序是由设备的驱动程序提供的，而软件中断的处理程序是由操作系统内核提供的。
- 硬件中断的处理程序是用于被内核调用来响应中断的，运行在被称为
中断上下文的特殊上下文中（偶尔也被称为原子上下文），该上下文中执行的代码不可阻塞。由于
硬件中断信号随时都可能发生，需要保证中断处理程序能快速执行，且能快速恢复中断代码的执行，一般将中断处理的过程切成两部分:
上半部
上半部就是中断处理程序，是一系列需要CPU立即执行的工作，在这里只做严格时限的工作，如对接收的中断进行应答或复位硬件。
下半部
下半部则是允许稍后完成的工作。我们以网卡为例，当网卡接收到来自网络的数据包时，需要通知内核数据包到了，网卡需要立即完成这件事，从而优化网络的吞吐量和传输周期，避免超时。因此网卡立即发出中断，内核通过执行网卡注册的中断处理程序来应答。中断开始执行，通知硬件，拷贝最新的网络数据包到内存，然后再去读取网卡更多的数据包。这些重要且急迫，又与硬件相关的工作都由上半部来完成。内核通常需要快速的拷贝网络数据包到系统内存，因为网卡上接收网络数据包的缓存大小固定，而且相比系统内存也要小得多。所以如果拷贝的动作延迟了，必然会导致缓存溢出，进入的网络包占满了网卡的缓存，后续到来的网络包只能被丢弃。当网络数据包被拷贝到系统内存后，中断的任务就完成了，此时它将控制权还给系统被中断前原先运行的程序，处理和操作数据包的工作都在随后的下半部来完成。
