1. 引言
Linux是由Linus Torvalds于1991年开发的一个开源操作系统内核。由于其开源的特性，Linux吸引了全球范围内的开发者和技术爱好者的关注，使其成为世界上最为广泛使用的操作系统之一。其中，Linux中的中断机制是其成功和共享的重要组成部分之一。本文将详细探讨Linux中的中断，并着重分析其共享的改变。
2. Linux中的中断概述
中断是计算机中一种重要的信息传递和处理机制。当外设或其他部分需要引起处理器的关注时，它可以通过触发一个中断信号来打断处理器的正常执行流程，使其转而处理相应的事件或请求。在Linux中，中断被广泛应用于设备驱动程序、网络通信和多任务处理等方面。
2.1 中断处理流程
Linux中的中断处理流程包括中断产生、中断处理和中断服务函数三个主要阶段。
中断产生：外设或其他部分发出中断请求信号，打断处理器的正常执行流程，进入中断处理阶段。
中断处理：处理器根据中断请求信号的优先级选择相应的中断处理程序，并进行一系列的初始化工作，如保存寄存器、切换内核栈等。
中断服务函数：中断处理程序跳转到相应的中断服务函数，完成对中断事件或请求的处理，然后返回中断处理程序，最终返回到被中断处继续执行正常流程。
2.2 中断共享的挑战
在Linux中，中断可以被多个设备共享使用，以减少硬件资源的占用和提高系统的可扩展性。然而，中断共享也面临一些挑战。
中断冲突：当多个设备共享同一个中断线时，可能会发生中断冲突，即多个设备同时发出中断请求，导致处理器无法处理所有的中断。
中断处理竞争：多个设备共享同一个中断服务函数时，可能会出现中断处理竞争的情况，导致中断处理服务函数不能正确地处理中断事件。
中断延迟：由于中断共享可能导致中断处理时间的增加，因此可能会延迟对中断请求的响应时间，影响系统的实时性能。
3. Linux中的中断共享改变
为了解决中断共享所面临的挑战，Linux提供了一些机制和技术进行中断共享的改变。
3.1 可屏蔽中断（IRQ）
可屏蔽中断是一种针对中断的软件控制机制，在Linux中被用于解决中断冲突和中断处理竞争的问题。通过屏蔽某些中断，可以优先处理其他中断，避免不必要的竞争和冲突。
void disable_irq(unsigned int irq);
void enable_irq(unsigned int irq);
在中断共享的情况下，对于同一个中断线上的多个设备，可以通过屏蔽某些设备的中断来实现中断的共享。
3.2 中断处理线程（IRQ Threads）
中断处理线程是一种特殊的内核线程，用于解决中断延迟的问题。它可以将中断处理过程从中断处理程序中分离出来，延时执行，以提高系统的实时性能。
int request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
irq_handler_t thread_fn, unsigned long flags,
const char *name, void *dev);
通过创建中断处理线程，可以将部分中断处理任务放到单独的内核线程中执行，减少中断处理程序的执行时间，提高系统的响应速度。
3.3 中断控制器（IRQ Controller）
中断控制器是一种硬件设备，用于管理和分发中断请求。在Linux中，中断控制器可以提供更灵活、可配置和可扩展的中断共享机制。
市场上常见的中断控制器有 PIC（Programmable Interrupt Controller）和 APIC（Advanced Programmable Interrupt Controller）等。它们提供了多种中断共享的方式和机制，以满足不同系统的需求。
4. 结论
Linux中的中断是其成功和共享的重要组成部分之一。通过可屏蔽中断、中断处理线程和中断控制器等机制和技术的改变，Linux实现了高效的中断共享，提高了系统的可扩展性和实时性能。这些共享的改变使得Linux成为一个广泛应用于嵌入式系统、网络通信和高性能计算等领域的操作系统。