全网详解那些年遭遇过的中断

在计算机的世界里，中断（Interrupt）是一个无处不在的概念。从硬件到软件，从操作系统到应用程序，中断都在发挥着至关重要的作用。

什么是中断？

简单来说，中断就是CPU暂停当前正在执行的任务，而去处理其他事情。中断可以由硬件设备、软件程序或操作系统本身触发。当中断发生时，CPU会暂时停止执行当前指令，转而执行中断处理程序。中断处理程序负责处理中断事件，并决定是否需要采取进一步的操作。

中断的类型

中断有多种类型，每种类型都有其独特的目的和处理方式。最常见的中断类型包括：

硬件中断： 由硬件设备触发，如键盘输入、鼠标点击、磁盘读写等。当硬件设备需要与CPU通信时，它会向CPU发送一个中断请求。CPU收到中断请求后，会暂停当前正在执行的任务，转而执行硬件中断处理程序。

软件中断： 由软件程序触发，如系统调用、异常和陷阱等。当软件程序需要请求操作系统提供服务或报告错误时，它会发出一个软件中断请求。CPU收到软件中断请求后，会暂停当前正在执行的任务，转而执行软件中断处理程序。

中断的处理方式

当中断发生时，CPU会暂时停止执行当前指令，转而执行中断处理程序。中断处理程序负责处理中断事件，并决定是否需要采取进一步的操作。中断处理程序通常会执行以下几个步骤：

1. 保存当前指令指针： 中断处理程序首先会保存当前指令指针，以便在中断处理完成后能够恢复到中断前的状态。
2. 读取中断向量： 中断处理程序会读取中断向量表，以确定中断的类型。中断向量表是一个包含所有中断处理程序地址的表，每个中断类型对应一个中断处理程序。
3. 跳转到中断处理程序： 中断处理程序会跳转到中断向量表中指定的中断处理程序地址。
4. 处理中断事件： 中断处理程序会处理中断事件，并决定是否需要采取进一步的操作。例如，如果中断是由键盘输入触发的，中断处理程序会读取键盘输入并将其存储在缓冲区中。
5. 恢复当前指令指针： 中断处理程序完成后，会恢复当前指令指针，以便CPU能够继续执行中断前的任务。

中断在计算机系统中的作用

中断在计算机系统中发挥着至关重要的作用。中断可以确保计算机系统能够及时响应硬件设备、软件程序和操作系统本身的请求，从而保证计算机系统能够正常运行。

在应用程序中，中断可以用于处理用户输入、网络通信和文件读写等事件。在操作系统中，中断可以用于处理系统调用、异常和陷阱等事件。在计算机系统整体运行中，中断可以用于处理时钟中断、设备中断和软件中断等事件。

中断的及时处理对于计算机系统正常运行至关重要。如果中断处理不及时，可能会导致应用程序崩溃、操作系统死机甚至整个计算机系统崩溃。

总结

中断是计算机系统中一个非常重要的概念，它在硬件、软件、操作系统和应用程序中都发挥着至关重要的作用。中断可以确保计算机系统能够及时响应硬件设备、软件程序和操作系统本身的请求，从而保证计算机系统能够正常运行。