Linux 中断学习笔记（一）

中断概述：
什么是中断，简单地说就是CPU在忙着作自己的事情，这时候硬件（比如说键盘按了一下）触发了一个电信号，这个信号通过中断线到达中断控制器8259A，8259A接受到这个信号，向CPU发送INT信号申请CPU来执行刚才的硬件操作，并且将中断类型号也发给CPU，此时CPU就丢下自己正在做的事情，但不是随便丢到旁边而是保存了当前正在做的事情的相关资料，然后去处理这个申请，根据中断类型号找到它的中断向量（也就是中断程序在内存中的地址），然后去执行这段程序（这段程序是已经写好的，在内存中），执行完后再向8259A发送一个INTA信号表示我已经处理完你刚才的申请。这个时候CPU就可以继续做它刚才被打断做的事情了，这个时候刚才保存的相关信息就帮助CPU接着执行下面的程序，而不至于忘记自己刚才正在做什么。
上面说了一大堆关键词有四个：
中断源：这里的中断源是指打断CPU的事件，没有中断源中断无从谈起，它可以是硬件的也可以是软件的。
CPU：不用说中断就是要来用CPU来处理一些事情的
中断控制器8259A：硬件中断源与CPU之间的桥梁，没有它中断就无法被CPU所知道。
中断服务程序：你打断了CPU，CPU就得根据这个程序来为你办事
中断的分类：
上面概述中提到的中断只是中断家族中的一种叫硬件中断，总的来说可以将中断分为内部中断和外部中断，内部中断也叫软中断是由CPU产生的，当处理起执行时遇到了由于程序员编程而导致的错误指令时，如除数为0，这些就会产生内部中断，而外部中断（硬件中断）一般都是硬件所引起的中断比如说键盘等。
中断控制器8259A：

说中断不得 不说8259A，系统外设的中断都是由它来控制和管理的，图中是由两片8259A级联组成的，可以响应15个中断源。由图可以看出硬件接在8259A的中断请求线上。
中断号：
这里所说的中断号是指外部中断即硬件中断的编号，系统为每个“中断请求线”分配了一个号，x86采用了两个8259A，一共有15个中断号，但是随着外设的增加，这些肯定不能满足需求，所以就有了多个外设共享一个中断号。中断号是用来表明是那个设备产生了中断，比如作为时钟中断的IRQ0。这样CPU就可以知道是那个设备产生了中断从而去处理它。
中断向量：
Inter x86共支持256个向量中断，为了很容易的识别每种中断源将它们从0到255进行编号，Inter将这个整数叫做中断向量，Linux对这256个中断向量的分配如下：
0～31为异常和非屏蔽中断
32～47为可屏蔽中断（硬件中断）
48～255用来表示软中断，Linux只用了其中的一个（即128或0x80向量）作为系统调用。
前面所将的中断号与中断向量之间的关系是:中断号＋32 ＝ 中断向量。中断向量的作用将在下面介绍。
中断描述符表（IDT）：一个表，也叫中断向量表，每个表项叫做门描述符（gate descriptor）占8个字节，简单的说是用来存放中断处理程序入口函数地址，当然还包括了一些其他信息。其作用就是当一个中断发生时我们根据它的中断号确定其中断向量，然后在此表中找到它的入口函数从而执行它。这个表存放在内存中的一片区域中，那么我们如何找到这个表呢？这就需要一个系统寄存器中断描述符寄存器IDTR，在系统初始化时有一条汇编指令LIDT便可将中断描述符表的地址装进IDTR中，IDTR48位，在低字（低16位）中装的是界限，在高双字（高32位）中装的是基址。