《Linux内核设计与实现》之中断与中断处理程序

1.中断的概念

       中断本质上是一种特殊的电信号，由硬件设备发向处理器。处理器接收到中断后，会马上向操作系统反映此信号的到来，然后就由OS负责处理这些新到来的信号。

       从物理学的角度看，中断是一种电信号，有硬件设备产生，并直接送入中断控制器的输入引脚上。然后再由中断控制器向处理器发送相应的信号。处理器一经检测到此信号，便中断自己的当前工作转而处理中断。然后处理器会通知操作系统已经产生中断，这样，操作系统就可以对这个中断进行适当的处理了。

       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。这样，操作系统才能给不同的中断提供不同的中断处理程序。这些中断值通常被称为中断请求线。

2.中断处理程序

       在响应一个特定中断的时候，内核会执行一个函数，该函数叫做中断处理程序。产生中断的每一个设备都有一个响应的中断处理程序。例如，由一个函数专门处理来自系统时钟的中断，而由另外一个函数专门处理键盘产生的中断。一个设备的中断处理程序是它设备驱动程序的一部分（设备驱动程序是用于对设备进行管理的内核代码）。

3.中断处理机制的实现

     下图显示类中断从硬件到内核的路由。设备产生中断，通过总线把电信号发送给中断控制器。如果中断线是激活的，那么中断控制器就会把中断发往处理器。在大多数体系结构中，这个工作就是通过电信号给处理器的特定管脚发送一个信号。除非处理器禁止该中断，否则，处理器会立即停止它正在做的事，关闭中断系统，然后调到内存中预定义的位置执行那里的代码。这个预定义的位置是由内核设置的，是中断处理程序的入口。

     在内核中，中断的旅程开始于预定义的入口点，这类似于系统调用通过预定义的异常句柄进入内核。内核调用do_IRQ()函数。do_IRQ()函数计算出中断号，然后根据中断线上是否有一个优先的处理程序来做相应的处理。

4.中断控制

     Linux内核提供了一组接口用于操作机器上的中断状态。这些接口为我们提供了能够禁止当前处理器的中断系统，或屏蔽掉整个机器的一条中断线的能力。

     用于禁止和激活当前处理器的本地中断的语句为：

     用于禁止和激活整个系统中一条特定的中断线的指令：

     中断控制方法总结：