Linux内中断与外中断的异同 (linux内中断与外中断区别)

计算机中，中断是一种用于通知CPU出现了重要事件的机制。中断使得CPU能够在不停止当前正在执行的程序的情况下，及时地响应外部设备的事件，从而提高了计算机系统的效率。中断分类有很多种，其中较为常见的是内中断和外中断。本文将重点讨论Linux操作系统中的内中断和外中断的异同点。

一、内中断和外中断的概念

内中断：是指进程执行过程中发生的事件，由于这种中断事件都是在CPU内部发生并处理，因此称之为内中断。Linux内核使用软件中断（定时器中断，I/O中断等）和硬件中断（CPU异常）两种方式来产生内中断。

外中断：是指CPU在执行指令时，接收来自外部设备的中断请求。外部设备会向处理器发出请求，要求其停止当前程序的执行，暂时转向处理该设备所发出的中断请求，并返回到该请求发出之前的程序段继续执行。外中断由硬件产生，与CPU打交道，例如，网卡、鼠标、键盘等都是能够产生中断请求的外设。

二、内中断和外中断的区别

1. 响应方式不同

内中断和外中断的响应方式不同，内中断是由处理器自身进行处理，而外中断是由外部设备对处理器发出中断请求，处理器停止当前程序的执行。

2. 原因不同

内中断和外中断产生的原因也不同，内中断是处理器在执行指令过程中，由自身产生的异常事件，例如CPU超时、访问非法内存地址等。而外中断是由外部设备发出请求，例如键盘输入等。

3. 硬件执行方式不同

内中断由CPU通过检测处理器自身的运行状态而触发的，通常不需要特殊的硬件支持。而外中断在处理器硬件中需要外设提供支持，例如网卡的中断管脚等。

4. 响应时间不同

内中断和外中断的响应时间也不同。内中断通常响应较快，因为它们总是在当前进程被打断时立即发生。外中断由于必须由外部设备发出并经过处理器响应，因此响应时间通常较长。

三、Linux系统中的中断

在Linux系统中，所有的中断最终都被内核处理。系统中有两个主要的中断类型：软中断和硬中断。

1. 软中断

Linux系统中的软中断通常是由一些编程接口或系统服务调用，例如在网络服务中，会使用软中断来处理TCP/IP协议栈。此外，软中断还被用于实现CPU资源共享，以及多CPU系统中的任务管理。

2. 硬中断

硬中断是由外部设备发出并由处理器根据处理设备指定的优先级来响应。在Linux系统中，外部设备通过IRQ线向处理器发送中断请求，该请求被处理器转发给具体的设备驱动程序，驱动程序会使用硬件设备的中断服务例程来处理这些请求。

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内中断和外中断虽然在基本概念上与区别上有所不同，但在Linux操作系统中都是非常重要的机制。Linux系统通过内中断和外中断来监控系统的异常情况和外部设备的请求，以提高系统的安全性和效率。对于Linux程序员来说，了解中断的工作原理、机制以及响应过程等，对于理解运行过程中的问题和定位系统故障都是非常重要的。