• 本文目录导读：
• 1、硬件层面
• 2、内核处理层面

在计算机系统中，中断是一种常见的机制，用于在发生异常情况时通知操作系统去处理。其中，外部中断是指由外部设备（如键盘、鼠标、网卡等）产生的中断信号。本文将详细介绍Linux系统下的外部中断过程，包括硬件层面和内核处理层面。

硬件层面

当一个外设产生了一个可被CPU识别的信号后，会通过总线发送给CPU。而CPU则会根据这个信号来判断是否需要响应，并且选择对应的路线进行响应。

首先，在Intel x86架构下，所有可能引起CPU工作状态改变的事件都被称为“异常”。而当CPU接收到一个“异常”事件时，它会停止正在执行的任务，并跳转到特定地址处执行相应操作。这个特定地址就是所谓“异常向量表”，其中每个向量都对应着一个不同类型的“异常”。

那么，在Linux系统下接收到来自硬件设备发出的”IRQ”(Interrupt Request)请求后, 该怎样去具体处理呢？

首先, IRQ请求信号通过PIC(可编程中间连接器)芯片转换成IRQ编号. 然后, CPU把IRQ编号翻译成”中断号”, 该中断号对应着一个特定的处理函数. 最后, CPU调用该处理函数来完成对IRQ请求信号的响应.

内核处理层面

当CPU接收到一个外部中断信号时，它会暂停当前任务，并跳转到内核态去执行相应操作。在Linux系统下，内核针对不同类型的异常都定义了不同的“异常处理程序”，其中就包括了外部中断。

当CPU跳转到外部中断处理程序时，首先会保存当前进程上下文（即寄存器状态等信息），然后执行相关操作。在完成操作之后，再恢复之前保存的进程上下文，并继续执行原有任务。

此外，在Linux系统下还存在一种“快速路径”机制，用于加速常见情况下的中断响应。具体而言，在内核启动过程中会根据硬件架构自动生成一种叫做“快速路径”的代码段，并将其存储在专门分配给它的物理地址空间里。当需要对某个类型的异常进行响应时，如果能够匹配上快速路径，则可以直接跳过普通流程直接进入快速路径进行响应。

本文从硬件层面和内核处理层面详细介绍了Linux系统下的外部中断过程。在硬件层面，IRQ请求信号会被转换成中断号，并调用对应的处理函数进行响应；而在内核处理层面，则会执行相应的异常处理程序，并在完成后恢复之前保存的进程上下文。

最后，需要注意的是，在实际开发过程中，由于不同硬件架构和操作系统实现方式不同，具体外部中断过程可能存在差异。因此，在编写相关代码时需要仔细查阅官方文档和参考资料。