我只知道这Interrupt是hardware signal assertion处理器引脚造成的。但我想知道Linux操作系统如何处理它。
中断发生时会发生什么？
答案1
这是低级处理的高级视图。我正在描述一个简单的典型架构，真实的架构可能更复杂，或者在方式上有所不同，但在这个细节级别上并不重要。
当打断发生时，处理器会检查中断是否被屏蔽。如果是的话，在揭开面具之前什么也不会发生。当中断未被屏蔽时，如果有任何待处理的中断，处理器会选择一个。
然后处理器通过分支到内存中的特定地址来执行中断。该地址处的代码称为中断处理程序。当处理器在那里分支时，它会屏蔽中断（因此中断处理程序具有独占控制权）并将某些寄存器的内容保存在某个地方（通常是其他寄存器）。
中断处理程序执行其必须执行的操作，通常是通过与触发中断的外设通信来发送或接收数据。如果中断是由计时器引发的，则处理程序可能会触发操作系统调度程序，以切换到不同的线程。当处理程序完成执行时，它会执行一条特殊的中断返回指令，该指令恢复保存的寄存器并取消屏蔽中断。
中断处理程序必须快速运行，因为它会阻止任何其他中断运行。在Linux内核中，中断处理分为两部分：
- “上半部分”是中断处理程序。它执行最少的必要操作，通常与硬件通信并在内核内存中的某个位置设置一个标志。
- “下半部分”执行任何其他必要的处理，例如将数据复制到进程内存、更新内核数据结构等。它可能会花费一些时间，甚至会阻塞等待系统的其他部分，因为它在启用中断的情况下运行。
像往常一样，有关此主题的更多信息，请阅读Linux 设备驱动程序;第10章是关于中断的。
答案2
吉尔斯已经描述中断的一般情况，以下内容专门适用于 Intel 架构上的 Linux 2.6（部分也基于 Intel 的规范）。
中断是改变处理器执行指令顺序的事件。
有两种不同类型的中断：
- 同步中断（例外）CPU在处理指令时产生的
- 异步中断（中断）由其他硬件设备发出
异常是由编程错误引起的（fe除法误差,页面错误,溢出）必须由内核处理。他向程序发送信号并尝试从错误中恢复。
以下两种例外情况被分类：
- 处理器检测到的异常由 CPU 在检测到异常情况时生成；分为三组：故障一般可以纠正，陷阱报告执行情况，中止都是严重错误。
- 程序化异常由程序员请求，像陷阱一样处理。
中断可以由 I/O 设备（键盘、网络适配器等）、间隔定时器和（在多处理器系统上）其他 CPU 发出。当中断发生时，CPU必须停止当前的指令并执行新到达的中断。他需要保存旧的中断进程状态，以便（可能）在处理中断后恢复它。
处理中断是一项敏感任务：
- 中断随时可能发生，内核会尝试尽快将其排除
- 一个中断可以被另一个中断打断
- 内核中有一些区域绝对不能被中断
定义了两种不同的中断级别：
- 可屏蔽中断由I/O设备发出；可以处于两种状态，屏蔽或未屏蔽。仅处理未屏蔽的中断。
- 不可屏蔽中断;严重故障（例如硬件故障）；始终由CPU处理。
每个硬件设备都有自己的中断请求（IRQ）线。 IRQ 从 0 开始编号。所有 IRQ 线都连接到可编程中断控制器 (PIC)。 PIC 侦听 IRQ 并将其分配给 CPU。也可以禁用特定的 IRQ 线。
现代多处理 Linux 系统通常包括较新的高级 PIC (APIC)，它在 CPU 之间平均分配 IRQ 请求。
中断或异常及其处理之间的中间步骤是中断描述符表 (IDT)。该表将每个中断或异常向量（一个数字）与指定的处理程序（fe除法误差由函数处理divide_error()）。
通过IDT，内核确切地知道如何处理发生的中断或异常。
那么，当中断发生时内核会做什么呢？
- CPU 在执行每条指令后检查是否有来自 (A)PIC 的 IRQ
- 如果是，则查阅 IDT 将接收到的向量映射到函数
- 检查中断是否由授权源发出
- 保存被中断进程的寄存器
- 调用相应的函数来处理中断
- 加载最近保存的中断进程的寄存器并尝试恢复它
答案3
首先参与中断处理的参与者是外围硬件设备、中断控制器、CPU、操作系统内核和驱动程序。外围硬件设备负责中断产生。当它们需要操作系统内核的注意时，它们会断言中断请求线。这些信号由中断控制器复用，负责中断信号的采集。它还负责确定中断信号传递到 CPU 的顺序。中断控制器能够暂时禁用特定中断请求线 (IRQL) 并再次重新启用它（IRQL 屏蔽）。中断控制器将收集到的中断请求依次传递给CPU。每条指令执行完成后，CPU 会检查是否有来自中断控制器的等待中断请求。如果CPU发现有等待请求并且内部CPU控制寄存器中设置了中断允许标志，则CPU开始中断处理。可以看到，Linux内核通过对CPU中中断标志的操作以及与中断控制器的通信来控制中断的接受。例如，Linux 可以禁止接受来自特定设备的中断，或者根本禁止接受中断。
当处理器收到中断请求时会发生什么？首先，CPU通过重置中断标志来自动禁用中断。一旦中断处理完成，它们将被重新启用。同时，CPU 完成将 CPU 从用户模式切换到内核模式所需的最小工作量，从而允许它恢复执行中断的代码。 CPU 参考 Linux 内核填充的特殊 CPU 控制结构来查找控制权将传递到的代码地址。该地址是中断处理程序的第一条指令的地址，它是Linux内核的一部分。
作为中断处理的第一步，内核识别接收到的中断向量，以识别系统中发生了哪种事件。中断向量定义了Linux将采取什么行动来处理它。第二步，Linux 保存其余的 CPU 寄存器（CPU 不会自动保存），这些寄存器可能会被中断的程序使用。这是非常重要的动作，因为它允许Linux对于被中断的程序透明地处理中断。第三步，Linux通过设置内核环境和设置其所需的CPU状态来完成向内核模式的切换。最后，调用与向量相关的中断处理程序。 （您可以查看 arch\x86\kernel\entry_32.S 中的 BUILD_INTERRUPT3 宏来获取 x86 架构相关示例的其他详细信息）对于外围设备，这是一个 do_IRQ() 例程。 （查看arch\x86\kernel\irq.c）
向量相关的中断处理程序通常通过调用 irq_enter() 和 irq_exit() 来包装。包含在这些函数对内的代码区域相对于任何其他此类区域是原子的，并且相对于 cli/sti 对也是原子的。 irq_enter() 和 irq_exit() 还捕获一些与中断处理相关的统计信息。最后，内核查看vector_irq表以找到分配给接收到的中断向量的irq号，并调用handle_irq()（来自arch\x86\kernel\irq_32.c）。
此时，Linux 中中断处理的公共部分结束，因为内核将设备驱动程序安装的设备相关中断处理程序例程视为 irq 描述符的一部分并调用它。如果驱动程序没有安装这样的处理程序，内核只会在中断控制器上确认中断并从通用中断处理程序中退出。
中断处理结束后，内核恢复先前被中断的程序的状态并恢复该程序的执行。