CPU中断

中断是什么

当CPU（中央处理器）执行一条现行指令的时候，如果外设向CPU发出中断请求，那么CPU在满足响应的情况下，将发出中断响应信号，与此同时关闭中断，表示CPU不在受理另外一个设备的中断。这时，CPU将寻找中断请求源是哪一个设备，并保存CPU自己的程序计数器（PC）的内容。然后，他将转移到处理该中断源的中断服务程序。CPU在保存现场信息，设备服务（如交换数据）以后，将恢复现场信息。在这些动作完成以后，开放中断，并返回到原来被中断的主程序的下一条指令。

参考：中断处理

为什么需要中断

如果没有中断，CPU只能按照程序编写的顺序，对各个外设进行查询和处理，即轮询工作方式。
轮询方法貌似公平，但实际效率却很低。且不能及时相应紧急事件。

中断的意义

使得计算机系统具备应对和处理突发事件的能力，提高了CPU的工作效率。

中断信号的分类

• 同步中断

CPU自己在指令执行的过程中发出的中断，如系统调用、缺页中断

• 异步中断

其它硬件设备发出的中断。异步中断中包括了系统错误。

中断的上半部和下半部

• 上半部

紧急的硬件操作

• 下半部

耗时的代码提取处理，在稍后合适的时候去执行

硬中断和软中断

• 硬中断

由CPU硬件实现的中断

• 软中断

由内核实现的中断；软中断时中断下半部的一种实现方式

中断控制器

中断号

• HW interrupt ID：硬件中断号
• IRQ_number: 内核中断向量

GIC

GIC，Generic Interrupt Controller。是ARM公司提供的一个通用的中断控制器。主要作用为：
接受硬件中断信号，并经过一定处理后，分发给对应的CPU进行处理。

参考：ARM GICv3中断控制器

IDT

中断向量表（中断描述符表），内核必须初始化IDT，其基址保存在IDTR寄存器。
通过该表项，可以找到中断处理函数入口。

参考：中断向量表

中断门、陷进门、任务门

门，顾名思义，是通往某处的入口。在计算机中，用门来表示一段程序的入口。
拿它和段描述符对比一下就容易理解了，段描述符中描述的是一片内存区域，而门描述符中描述的是一段代码。

参考：门描述符