Linux中断详解：概念、分类与8259A实现

本文档提供了一个深入且全面的介绍关于Linux中断系统，特别是对于那些希望转行做Java开发但需要理解底层Linux操作系统的人员来说，是一份非常实用的参考资料。中断在操作系统中扮演着关键角色，它是处理外部设备请求和解决CPU效率问题的关键机制。 首先，中断的定义被解释为当CPU在执行任务时，因内、外部事件的触发，暂停当前程序，转而去执行服务程序，然后返回到先前的任务。中断的本质是一种事件，与硬件电路产生的电信号相对应，起源于早期为提高CPU与I/O设备交互效率而设计的解决方案。 中断主要分为两种类型：同步中断（异常）和异步中断。同步中断，如指令执行错误引发的异常，是在指令执行结束后由CPU主动产生，而异步中断（通常称为外部中断）则是由外部设备随机触发，如定时器和键盘等。外部中断不受当前程序执行的影响，包括I/O中断、时钟中断和处理器间中断。 中断的硬件实现涉及中断允许触发器（IF）、可屏蔽中断请求输入端（INTR0、INTR1...）和非屏蔽中断请求（NMI）。在Intel X86架构中，中断控制器如8259A起着至关重要的作用，它负责管理多个外设的中断请求，并将这些请求集中到CPU的中断处理机制中。8259A通过两个端口（0x20和0x21）与CPU通信，对于级联的8259A，这些端口的使用更为复杂。 文章详尽地探讨了8259A的中断方式，包括单个8259A的工作原理以及如何在多级8259A配置中实现中断管理。这不仅涵盖了中断的基本概念，还深入到了中断控制器的具体实现细节，对于学习和理解Linux内核中断管理机制的学生和开发者来说，是非常有价值的学习材料。 总结来说，这篇文档为读者提供了从中断定义、分类到硬件实现的全面知识，对于理解Linux中断管理和优化系统性能具有重要意义。无论是初次接触Linux的开发者还是经验丰富的工程师，都能从中受益匪浅。如果有任何遗漏或需要改进的地方，作者欢迎读者提出反馈，共同提升这份资源的质量。