中断处理程序是为每个中断事件执行特定操作的代码。当发生中断时，CPU 会暂停当前正在执行的任务，并根据中断源跳到中断处理程序的地址。
中断处理程序通常是内核程序，因为它们需要访问受保护的内存和硬件资源。中断处理程序的执行特权级别较高，以确保它们可以访问这些受保护的资源。
中断处理程序的组成
中断处理程序通常包含以下部分：
- 保存寄存器：保存当前CPU寄存器的值，以便在中断处理程序完成后恢复执行。
- 确定中断源：确定中断的来源，例如外部设备或软件异常。
- 处理中断：根据中断源执行适当的操作，例如读取设备数据或处理错误。
- 恢复寄存器：恢复CPU寄存器的值，以便继续执行中断前的任务。
中断处理程序的类型
中断处理程序可以分为以下类型：
- 外部中断：由外部设备触发，例如串行端口或定时器。
- 内部中断：由CPU本身触发，例如算术溢出或内存错误。
- 软件中断（系统调用）：由软件应用程序触发，用于请求操作系统服务。
中断处理程序的优点
使用中断处理程序具有以下优点：
- 快速响应时间：中断处理程序可以快速响应中断，在最短时间内处理事件。
- 安全性：中断处理程序运行在较高的特权级别，可以访问受保护的内存和硬件资源。
- 并发性：中断处理程序允许CPU并行处理多个事件，提高系统效率。
中断处理程序的不足
使用中断处理程序也有一些不足之处：
- 复杂性：中断处理程序的实现可能很复杂，需要小心处理，以避免引入系统不稳定性。
- 性能开销：中断处理程序会中断当前正在执行的任务，并导致性能开销。
结论
中断处理程序是现代计算机系统的一个基本组成部分。它们允许CPU快速响应中断事件，并安全有效地处理这些事件。中断处理程序对于实现并行处理、提高系统效率和确保系统稳定性至关重要。
在早期的Linux版本中，如0：12系统，所有中断服务程序都在内核代码中运行。 当中断产生而任务正在用户代码中执行时，CPU的特权级别会从3级变为0级，需要从用户态堆栈切换到内核态堆栈。 本文将深入探讨Linux中断服务程序的堆栈切换过程。 🔑TSS状态段当中断产生时，CPU会查看当前任务的状态段TSS，从中获取新堆栈的段选择符和偏移值。 由于中断服务程序在内核中运行，具有最高的特权级别，所以内核态堆栈的指针是从TSS的ss0和esp0字段获取的。 🔑堆栈切换当CPU定位了新的内核态堆栈后，它会先将用户态堆栈的指针ss和esp压入内核态堆栈，然后是标志寄存器eflags的内容和返回位置cs、eip。 这一切都是为了顺利地从用户模式切换到内核模式。 🔑系统调用当任务调用系统调用并进入内核模式时，内核代码会使用该任务的内核态堆栈。 当任务从用户模式进入内核模式时，由于特权级别的改变，相关的堆栈信息和eflags会被保存在任务的内核态堆栈中。 而在执行iret指令退出内核模式返回用户模式时，这些信息将被恢复。 🔑中断服务程序如果一个任务正在内核模式中运行，并且CPU响应了中断，那么就不再需要进行堆栈切换。 因为该任务已经在使用内核态堆栈，并且特权级别保持不变。 此时，CPU只需将eflags和中断返回指针cs、eip压入当前的内核态堆栈，然后开始执行中断服务程序。
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