1. 简介
在Linux操作系统中，中断表是实现中断处理的重要组成部分。中断表是一个数据结构，用于管理处理器中断的处理程序。在Linux系统中，每个中断都对应着一个唯一的中断向量，中断表就是用来存储这些中断向量和对应处理程序的地方。
中断是指在计算机执行程序的过程中，由于某个事件的发生而打断正常的程序执行流程，使得处理器暂时转到处理这个事件的代码上。中断可以是硬中断，比如硬件故障或设备的请求；也可以是软中断，由软件触发的相应事件。无论是硬中断还是软中断，当中断发生时，操作系统需要能够快速地找到对应的中断处理程序，并执行相应的处理操作。
2. 中断表的结构
中断表的主要作用是提供一个中断向量与中断处理程序的映射关系。在Linux系统中，中断表是一个名为interrupt_descriptor_table的数组，每个数组元素存储一个中断向量和对应的处理程序。中断向量作为数组的索引，用于快速查找对应的处理程序。
在32位的Linux系统中，中断表由256个数组元素构成，每个数组元素占用8个字节。其中，低4字节存储中断处理程序的地址（也即中断服务例程），高4字节用于存储中断的访问特权级（由0到3分别表示内核态到用户态）。通过这种方式，操作系统可以方便地管理不同特权级下的中断处理程序。
3. 初始化中断表
在Linux系统启动时，会先将中断表的所有元素初始化为空，并通过注册函数将特定的中断向量与对应的处理程序关联起来。这样，在中断发生时，处理器就能根据中断向量快速找到对应的中断处理程序。
3.1 注册中断处理程序
注册中断处理程序是通过函数request_irq()来实现的。这个函数接受中断向量、中断处理函数、中断处理程序的名称以及中断处理程序的特权级等参数。调用该函数后，内核会将中断向量与对应的中断处理程序关联起来，并在中断表中对应的位置上存储中断处理程序的地址。
3.2 示例代码
#include
irqreturn_t my_interrupt_handler(int irq, void *dev_id)
{
// 中断处理程序的具体实现
return IRQ_HANDLED;
}
int init_module(void)
{
int irq = 123; // 中断号
int result;
result = request_irq(irq, my_interrupt_handler, 0, "my_interrupt", NULL);
if (result != 0)
{
printk(KERN_ERR "Failed to register interrupt handler\n");
return -ENODEV;
}
// 其他初始化工作
return 0;
}
上述示例代码中，my_interrupt_handler是一个实现中断处理的函数，当中断发生时，内核会调用该函数进行处理。request_irq函数被调用以将中断号irq和my_interrupt_handler关联起来，并将中断处理程序的地址存储在中断表中对应的位置上。
4. 中断处理过程
在进入中断处理程序之前，操作系统会首先保存当前程序的上下文，并设置一些必要的标志位。然后，根据中断向量查找中断表，找到对应的中断处理程序并跳转到该程序。
4.1 中断向量的查找
中断向量是通过处理器中断控制器（如APIC）和中断控制器驱动程序共同完成的。当中断发生时，中断控制器将中断向量发送给中断控制器驱动程序，驱动程序再通过查找中断表，找到对应的中断处理程序。
4.2 跳转到中断处理程序
根据中断向量找到中断处理程序后，处理器会保存当前程序的上下文，并执行中断处理程序的代码。在处理完中断后，处理器会恢复之前保存的程序上下文，并从中断位置继续执行。
需要注意的是，由于中断处理程序是在内核态下运行的，所以它能够执行一些特权操作，如访问受保护的内核数据结构和执行特权指令。
5. 总结
中断表是Linux系统实现中断处理的重要组成部分。它提供了中断向量与中断处理程序之间的映射关系，使得操作系统能够快速地找到对应的中断处理程序。通过合理地管理中断表，可以更好地响应中断事件，并提高系统的可靠性和性能。
在Linux系统中，通过注册函数将中断向量与中断处理程序关联起来，并在中断表中存储对应的处理程序地址。当中断发生时，处理器会根据中断向量查找中断表，并跳转到对应的中断处理程序。在处理完中断后，处理器会恢复之前保存的程序上下文，并继续执行。
了解中断表的结构和实现原理有助于深入理解Linux系统的中断处理机制，对于开发和调试驱动程序、优化系统性能都具有重要意义。