1. Linux中断系统概述
在Linux操作系统中，中断是一种重要的机制，用于处理外部事件的发生。中断系统由硬件和软件两部分组成，其中硬件负责处理外部事件的检测和通知，而软件则负责对中断进行处理。在Linux系统中，中断被分为两类：硬件中断和软件中断。
硬件中断是由外部设备触发的，例如硬盘、网络卡等。当外部设备发生某种事件时，如数据传输完成或错误发生，会向CPU发送中断信号。CPU在接收到中断信号后，会立即暂停当前的任务，并转而去执行中断处理程序。当中断处理程序执行完毕后，CPU会继续执行之前的任务。
软件中断是由操作系统内部触发的，它通常是为了处理一些特定的事件，如时钟中断、系统调用等。与硬件中断不同的是，软件中断是通过调用相关的软件中断指令来触发的，而不是由外部设备直接触发的。
2. 调用中断处理程序的过程
2.1 中断向量表
在Linux系统中，中断处理程序的入口地址是通过中断向量表来确定的。中断向量表是一个特殊的数据结构，用于存储中断处理程序的入口地址。当一个中断发生时，CPU会根据中断号来查找中断向量表中相应的入口地址，并跳转到该地址执行中断处理程序。
中断向量表的大小是固定的，通常由硬件决定。不同的中断号对应着不同的中断处理程序，而中断处理程序的入口地址是在内核初始化的过程中设置的。
2.2 中断屏蔽
在处理中断时，为了确保中断处理程序能够顺利执行，需要对中断进行屏蔽。中断屏蔽是指在一段代码执行期间禁止所有中断的发生。在开始处理中断之前，将中断屏蔽打开，即禁止所有中断。
中断屏蔽可以通过特定的指令来实现，例如在x86架构中，可以使用“cli”指令来禁止中断，使用“sti”指令来开启中断。
2.3 中断处理程序的执行
当一个中断发生时，CPU会根据中断向量表找到相应的中断处理程序的入口地址，并跳转到该地址开始执行中断处理程序。
中断处理程序是一段特殊的代码，用于处理特定的中断事件。它通常会保存当前被中断的任务的上下文信息，然后处理中断事件。处理完中断事件后，中断处理程序会恢复被中断任务的上下文信息，并返回到被中断任务继续执行。
void interrupt_handler() {
// 保存被中断任务的上下文信息
save_context();
// 处理中断事件
handle_interrupt();
// 恢复被中断任务的上下文信息
restore_context();
}
3. 中断系统的调度
3.1 中断优先级
在Linux系统中，中断是按照优先级来进行调度的。不同的中断事件具有不同的优先级，优先级高的中断事件会优先得到处理。例如，时钟中断通常具有较高的优先级，因为它需要定时触发以确保系统正常运行。
中断优先级是通过设备控制器硬件来设置的，一般来说，优先级越高的中断事件的中断号越小。当多个中断事件同时发生时，CPU会选择优先级最高的中断事件进行处理。
3.2 中断嵌套
在处理中断时，可能会出现中断嵌套的情况。中断嵌套是指一个中断事件在另一个中断事件的处理程序中触发了另一个中断事件。当发生中断嵌套时，CPU会先处理优先级更高的中断事件，然后才会返回处理原始的中断事件。
中断嵌套是有限制的，通常情况下只允许一定层次的中断嵌套。这是为了防止无限嵌套的情况发生，以保证系统的稳定性和可靠性。
4. 总结
本文对Linux中断系统的调用进行了详细的介绍。我们了解到中断是一种重要的机制，用于处理外部事件的发生。在Linux系统中，中断被分为硬件中断和软件中断。中断处理程序的入口地址通过中断向量表来确定，中断屏蔽用于禁止中断的发生。中断处理程序的执行过程包括保存和恢复上下文信息，以及处理中断事件。中断系统的调度涉及中断优先级和中断嵌套等问题。