什么是中斷

Linux 內核需要對連接到計算機上的所有硬件設備進行管理，毫無疑問這是它的份內事。如果要管理這些設備，首先得和它們互相通信才行，一般有兩種方案可實現這種功能：

輪詢（polling） 讓內核定期對設備的狀態進行查詢，然后做出相應的處理；
中斷（interrupt） 讓硬件在需要的時候向內核發出信號（變內核主動為硬件主動）。
第一種方案會讓內核做不少的無用功，因為輪詢總會周期性的重復執行，大量地耗用 CPU 時間，因此效率及其低下，所以一般都是采用第二種方案 。

從物理學的角度看，中斷是一種電信號，由硬件設備產生，并直接送入中斷控制器（如 8259A）的輸入引腳上，然后再由中斷控制器向處理器發送相應的信號。處理器一經檢測到該信號，便中斷自己當前正在處理的工作，轉而去處理中斷。此后，處理器會通知 OS 已經產生中斷。這樣，OS 就可以對這個中斷進行適當的處理。不同的設備對應的中斷不同，而每個中斷都通過一個唯一的數字標識，這些值通常被稱為中斷請求線。

中斷分類

中斷可分為同步（synchronous）中斷和異步（asynchronous）中斷：

1. 同步中斷是當指令執行時由 CPU 控制單元產生，之所以稱為同步，是因為只有在一條指令執行完畢后 CPU 才會發出中斷，而不是發生在代碼指令執行期間，比如系統調用。

2. 異步中斷是指由其他硬件設備依照 CPU 時鐘信號隨機產生，即意味著中斷能夠在指令之間發生，例如鍵盤中斷。

根據 Intel 官方資料，同步中斷稱為異常（exception），異步中斷被稱為中斷（interrupt）。

中斷可分為可屏蔽中斷（Maskable interrupt）和非屏蔽中斷（Nomaskable interrupt）。異常可分為故障（fault）、陷阱（trap）、終止（abort）三類。

從廣義上講，中斷可分為四類：中斷、故障、陷阱、終止。這些類別之間的異同點請參看 表 1。

X86 體系結構的每個中斷都被賦予一個唯一的編號或者向量（8 位無符號整數）。非屏蔽中斷和異常向量是固定的，而可屏蔽中斷向量可以通過對中斷控制器的編程來改變。