中断概述，硬件中断，软件中断以及区别

中断可分为三类 概述：

第一类是由CPU外部引起的，称作中断，如I/O中断、时钟中断、控制台中断等。
第二类是来自CPU的内部事件或程序执行中的事件引起的 过程，称作异常，如由于CPU本身故障（电源电压低于105V或频率在47～63Hz之外）、程序故障（非法操作码、地址越界、浮点溢出等）等引起的过程。
第三类由于在程序中使用了请求系统服务的系统调用而引发的过程，称作“陷入”(trap,或者陷阱)。前两类通常都称作中断，它们的产生往往是无意、被动的，而陷入是有意和主动的。

第一类（中断）+第二类（异常）= 中断

第三类（系统调用）= 系统调用

系统调用：由操作系统实现提供的所有系统调用所构成的集合即程序接口或应用编程接口(Application Programming Interface，API)。是应用程序同系统之间的接口。

定义：中断指当出现需要时，CPU暂时停止当前程序的执行转而执行处理新情况的程序和执行过程。即在程序运行过程中，系统出现了一个必须由CPU立即处理的情况，此时，CPU暂时中止程序的执行转而处理这个新的情况的过程就叫做中断。

 

硬件中断

硬件中断是一个异步信号, 表明需要注意, 或需要改变在执行一个同步事件.
硬件中断是由与系统相连的外设(比如网卡 硬盘 键盘等)自动产生的. 每个设备或设备集都有他自己的IRQ(中断请求), 基于IRQ, CPU可以将相应的请求分发到相应的硬件驱动上(注: 硬件驱动通常是内核中的一个子程序, 而不是一个独立的进程). 比如当网卡受到一个数据包的时候, 就会发出一个中断.
处理中断的驱动是需要运行在CPU上的, 因此, 当中断产生时, CPU会暂时停止当前程序的程序转而执行中断请求. 一个中断只能中断一颗CPU(也有一种特殊情况, 就是在大型主机上是有硬件通道的, 它可以在没有主CPU的支持下, 同时处理多个中断).
硬件中断可以直接中断CPU. 它会引起内核中相关代码被触发. 对于那些需要花费时间去处理的进程, 中断代码本身也可以被其他的硬件中断中断.
对于时钟中断, 内核调度代码会将当前正在运行的代码挂起, 从而让其他代码来运行. 它的存在时为了让调度代码(或称为调度器)可以调度多任务.

软中断

软中断的处理类似于硬中断. 但是软中断仅仅由当前运行的进程产生.
通常软中断是对一些I/O的请求.
软中断仅与内核相联系, 而内核主要负责对需要运行的任何其他进程进行调度.
软中断不会直接中断CPU, 也只有当前正在运行的代码(或进程)才会产生软中断. 软中断是一种需要内核为正在运行的进程去做一些事情(通常为I/O)的请求.
有一个特殊的软中断是Yield调用, 它的作用是请求内核调度器去查看是否有一些其他的进程可以运行.

硬件中断和软中断的区别：

硬件中断是由外设引发的, 软中断是执行中断指令产生的.
硬件中断的中断号是由中断控制器提供的, 软中断的中断号由指令直接指出, 无需使用中断控制器.
硬件中断是可屏蔽的, 软中断不可屏蔽.
硬件中断处理程序要确保它能快速地完成任务, 这样程序执行时才不会等待较长时间, 称为上半部.
软中断处理硬中断未完成的工作, 是一种推后执行的机制, 属于下半部.

1. 硬件中断时通过中断请求线输入信号来请求处理机；软件中断是处理机内部识别并进行处理的中断过程。
2. 硬件中断一般是由中断控制器提供中断码类型，处理机自动转向中断处理程序；软件中断完全有处理机内部形成中断处理程序的入口地址并转向中断处理程序的入口地址，并转向中断处理程序，不需要外部提供信息。

硬件中断（Hardware Interrupt）   ：

• 可屏蔽中断（maskable interrupt）。硬件中断的一类，可通过在中断屏蔽寄存器中设定位掩码来关闭。
• 非可屏蔽中断（non-maskable interrupt，NMI）。硬件中断的一类，无法通过在中断屏蔽寄存器中设定位掩码来关闭。典型例子是时钟中断（一个硬件时钟以恒定频率—如50Hz—发出的中断）。
• 处理器间中断（interprocessor interrupt）。一种特殊的硬件中断。由处理器发出，被其它处理器接收。仅见于多处理器系统，以便于处理器间通信或同步。
• 伪中断（spurious interrupt）。一类不希望被产生的硬件中断。发生的原因有很多种，如中断线路上电气信号异常，或是中断请求设备本身有问题。

软件中断（Software Interrupt） ：

• 软件中断。是一条CPU指令，用以自陷一个中断。由于软中断指令通常要运行一个切换CPU至内核态（Kernel Mode/Ring 0）的子例程，它常被用作实现系统调用（System call）。或者由于程序代码错误引起的异常；