中断的分类

这是我们疯狂内核系列的中断处理专题开山之作，中断，广义的来说通常被定义为一个事件，该事件触发改变处理器执行指令的顺序。狭义地来说，针对 80x86体系，中断被分为中断和异常，又叫同步中断和异步中断。注意广义的中断和狭义的中断千万不要混淆，以后我的博文中所有所谓的“中断”二字，就是 指狭义的中断，即Linux处理80x86异步中断的细节。我们首先必须好好理清一下80x86体系中，中断和异常的区别：

中断：由其他硬件依照CPU时钟信号随机产生。
异常：由CPU本身执行指令时，CPU控制单元在一条指令终止之后产生。

更进一步，Intel文档中又把中断和异常继续进行了细分：

中断：
1.      可屏蔽中断：当中断被屏蔽，则CPU控制单元就忽略它。这里提一下，所有的IRQ中断都是可屏蔽中断。
2.      非可屏蔽中断：总由CPU辨认并处理。所以，其为非常紧急的硬件故障。

异常：
1.      处理器探测到得异常

（1）故障(fault)

通常可以纠正，所谓的“纠正”，就是在执行一条指令时发现故障，转而执行对应的异常处理程序；一旦纠正完毕，即异常处理程序完成，程序就可以在不失连贯性 的情况下，重新执行刚才那条发现故障的指令。保存在eip寄存器中的值是引起故障的指令地址，因此，当异常处理程序终止时，那条指令会被重新执行。
 
（2）陷阱(trap)

陷阱的主要用途是为了调试程序。在这种情况下，eip中存放的不是引起陷阱的指令，而是下一个即将执行的指令。陷阱的中断信号的作用是通知调试程序一条特殊指令已被执行。一旦用户检查到调试程序所提供的数据，他就可能要求被调试程序从下一条指令重新开始执行。
 
（3）异常终止(abort)

发生一个严重错误；CPU控制单元出了问题，不能在eip寄存器中保存引起异常指令所在的确切位置。所以，除了强制终止受影响的进程外，别无选择。
 
2.      软中断

软中断由程序员通过int或int3指令触发的。当into（检查溢出）和bound（检查地址出界）指令检查的条件不为真时，也会引起软中断。CPU把软中断作为陷阱来处理，也叫编程异常。这样的异常有两种常用的用途：执行系统调用以及给调试程序通报一个特定的事件。

每个中断和异常是由0～255之间的一个数来标识的，我们把这个八位无符号整数叫做向量。非屏蔽中断的向量和异常的向量是固定的，而可屏蔽中断的向量可以通过对中断控制器的编程来改变。

 

向量范围	用途
0-19 (0x0 -0x13)	非屏蔽中断和异常
20-31 (0x14 -0x1f)	Intel 保留
32-127 (0x20 -0x7f)	外部中断 (IRQs)
128 (0x80)	用于系统调用的可编程异常（重点）
129-238 (0x81 -0xee)	外部中断 (IRQs)
239 (0xef)	本地APIC 时钟中断（重点）
240 (0xf0 )	本地APIC 高温中断（在Pentium 4 模型中引入）
241-250 (0xf1 -0xfa)	由Linux 留作将来使用
251-253 (0xfb -0xfd)	处理器间中断
254 (0xfe )	本地APIC 错误中断（当本地APIC 检测到一个错误条件时产生）
255 (0xff )	本地APIC 伪中断（CPU 屏蔽某个中断时产生）