什麼是中斷?什麼是異常?

  Linux 核心需要對串連到電腦上的所有硬體裝置進行管理，毫無疑問這是它的份內事。如果要管理這些裝置，首先得和它們互相通訊才行，一般有兩種方案可實現這種功能：
1.輪詢（polling） 讓核心定期對裝置的狀態進行查詢，然後做出相應的處理；
2.中斷（interrupt） 讓硬體在需要的時候向核心發出訊號（變核心主動為硬體主動）。
       第一種方案會讓核心做不少的無用功，因為輪詢總會周期性的重複執行，大量地耗用 CPU 時間，因此效率及其低下，所以一般都是採用第二種方案。

什麼是中斷?

        從物理學的角度看，中斷是一種電訊號，由硬體裝置產生，並直接送入中斷控制器（如 8259A）的輸入引腳上，然後再由中斷控制器向處理器發送相應的訊號。處理器一經檢測到該訊號，便中斷自己當前正在處理的工作，轉而去處理中斷。此後，處理器會通知 OS 已經產生中斷。這樣，OS 就可以對這個中斷進行適當的處理。
        不同的裝置對應的中斷不同，而每個中斷都通過一個唯一的數位識別碼，這些值通常被稱為插斷要求線(IRQ)。

中斷可分為同步（synchronous）中斷和非同步（asynchronous）中斷：
1. 同步中斷是當指令執行時由 CPU 控制單元產生，之所以稱為同步，是因為只有在一條指令執行完畢後 CPU 才會發出中斷，而不是發生在代碼指令執行期間，比如系統調用。
2. 非同步中斷是指由其他硬體裝置依照 CPU 時鐘訊號隨機產生，即意味著中斷能夠在指令之間發生，例如鍵盤中斷。

什麼是異常?

同步中斷又稱為異常（exception），非同步中斷則被稱為中斷（interrupt）。我們通常講的中斷指的都是非同步中斷。
1.中斷可分為可屏蔽中斷（Maskable interrupt）和非屏蔽中斷（Nomaskable interrupt）。
2.異常可分為故障（fault）、陷阱（trap）、終止（abort）三類。

這些類別之間的異同點請參看 表 1。

表 1：中斷類別及其行為

類別      原因                          非同步/同步         返回行為
中斷      來自I/O裝置的訊號 非同步                 總是返回到下一條指令
陷阱      有意的異常               同步                 總是返回到下一條指令
故障      潛在可恢複的錯誤   同步                 返回到當前指令
終止      不可恢複的錯誤       同步                 不會返回

什麼是中斷處理常式?

在響應一個特定中斷的時候，核心會執行一個函數，該函數叫做中斷處理常式或插斷服務常式。產生中斷的每個裝置都有一個相應的中斷處理常式，如果一個裝置可以產生多種不同的中斷，那麼該裝置就可以對應多個中斷處理常式。一個裝置的中斷處理常式是它裝置驅動程式的一部分。

什麼是中斷上半部和下半部?

中斷處理一般分為兩個部分，中斷處理常式是上半部：接收到一個中斷就立即執行，但只做有嚴格時限的工作，這些工作都是在所有中斷被禁止的情況下完成的。能夠被允許稍後完成的工作被延遲到下半部去。通常情況下，下半部會在中斷處理常式返回時立即執行。