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中斷系統(tǒng)是現(xiàn)代PC的基礎(chǔ)架構(gòu)之一。中斷處理在操作系統(tǒng)也具有舉足輕重的作用 。

中斷處理，伴隨著軟硬件的協(xié)同，伴隨著外設(shè)與CPU的傳遞，伴隨著內(nèi)核棧和用戶棧的切換，下面我們就看一下中斷短暫而充實(shí)的一生。

以上是從設(shè)備觸發(fā)到中斷處理函數(shù)處理完畢的整個(gè)流程，為了看到中斷處理的全貌，我們隱藏了一些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，具體的細(xì)節(jié)以后再單獨(dú)描述。

下面對(duì)每個(gè)調(diào)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)單的描述。

從設(shè)備到APIC

外部中斷的發(fā)起者是設(shè)備，設(shè)備通過電平觸發(fā)IRQ信號(hào)線產(chǎn)生一個(gè)中斷。

檢測(cè)到中斷信號(hào)后，IOAPIC使用寫內(nèi)存的方式把中斷信息發(fā)送到系統(tǒng)總線上。

LAPIC接收到中斷信息后把中斷能否發(fā)送給CPU處理。

CPU內(nèi)部

CPU感知到中斷線后，從LAPIC上接收中斷號(hào)。

切換到內(nèi)核棧。保存當(dāng)前進(jìn)程棧，例如在X86上會(huì)保存SS, ESP, EFLAGS, CS, EIP以及錯(cuò)誤碼。

然后通過IDTR寄存器和中斷號(hào)找到中斷服務(wù)程序的入口。

中斷處理程序

一般把中斷處理分為兩個(gè)半部：中斷處理程序是上半部(top half)和下半部(bottom half)。

上半部立會(huì)即執(zhí)行，只做有嚴(yán)格時(shí)限的工作，例如對(duì)接收的中斷進(jìn)行應(yīng)答或復(fù)位硬件，這些工作都是在所有中斷被禁止的情況下完成的。

能夠被允許稍后完成的工作會(huì)推遲到下半部(bottom half)去做。

從中斷處理返回到CPU

恢復(fù)之前保存的flag和寄存器狀態(tài)，恢復(fù)之前運(yùn)行的進(jìn)程。

再到中斷處理程序

運(yùn)行中斷處理程序的下半部，把中斷任務(wù)執(zhí)行完成。

上面為了看到中斷處理的全貌，我們隱藏了一些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，具體的細(xì)節(jié)后面會(huì)在單獨(dú)描述。