操作系统中的中断机制：原理与多系统实现对比

操作系统中的中断机制：原理与多系统实现对比

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1. 中断机制概述

1.1 什么是中断？

中断（Interrupt）是计算机系统中一种异步事件处理机制，允许外部设备或内部异常事件打断CPU当前任务，强制其执行预设的特定代码（中断服务程序，ISR）。中断是实现多任务、实时响应和设备控制的核心机制。

1.2 中断的分类

类型	触发源	示例
硬件中断	外部设备	键盘输入、磁盘I/O完成
软件中断	程序主动触发	Linux的int 0x80系统调用
异常	CPU执行错误	除零错误、页缺失（Page Fault）

硬件中断

软件中断

异常

中断触发

中断类型

设备控制器发送信号

程序执行int指令

CPU检测到错误

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2. 中断处理流程

2.1 硬件支持

• 中断控制器（如APIC）：管理多个中断源的优先级和路由。
• 中断向量表（IVT）或中断描述符表（IDT）：存储中断处理程序的入口地址。

2.2 中断处理步骤

1. 中断触发：设备或异常生成中断信号。
2. 中断响应：CPU保存当前上下文（寄存器、程序计数器）。
3. 中断分发：通过IDT跳转到对应的ISR。
4. 中断处理：执行ISR代码。
5. 中断返回：恢复上下文，继续原任务。