Linux内核源代码分析——中断（一鞭一条痕）（上）

Jack：为什么标题是——一鞭一条痕呢？

我：中断是CPU的核心，更是Linux内核的核心。我希望本文能把中断讲清楚，讲到你看了就明白什么是中断。希望能做到“一鞭一条痕，一掌一筐血”。

Jack：你希望本文能和别的书籍有什么区别呢？

我：1、你能明白中断是什么。2、你能明白操作系统的kernel到底是什么。

Jack：你开始吧。

我：我说两个前提。有了这两个前提，你理解中断就非常清楚了，完全不用再看别的书籍去死记硬背。

1、中断是CPU的特性（CPU层面的，而不是操作系统层面）。

2、Linux内核是多段复杂的中断服务代码拼接起来的。

Jack：我操。这个很抽象哇。

我：回家看书去吧。孩子。

Jack：“中断是CPU的特性”——这句话如何理解呢？

我：你首先要明白，无论有没有操作系统，CPU都会有中断的功能。例如，基于ARM的嵌入式设备，一些罕见的CPU（比如电梯控制芯片），都会有中断的功能。

Jack：“Linux内核是多段复杂的中断服务代码拼接起来的”——这句话如何理解呢？

我：举个例子，电梯的控制芯片，它所做的电梯感应、调度等，就是中断服务程序。但是，这段代码比较单一、智能化低。而Linux是一个功能比较复杂，智能化相对较高的中断服务程序。

Jack：问一个SB的问题。什么是中断服务程序呢？

我：这个问题不SB，能说清楚的人不多。我问一个问题，在你看来，“中断”是什么？

Jack：中断是当出现需要时，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。

我：这是准确的定义。同时，也是官话，就是你听了不知道是什么东西的话。

Jack：嘎嘎。

我：就针对“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”这句话我们做一些讨论吧。“当前程序的执行”——>在没有操作系统的情况下，当前程序是怎么执行的？它怎么能执行？

Jack：嘎嘎。

我：“转而执行处理新情况的程序”——>

1、“新的情况”指的什么？举个例子。

2、“处理新情况的程序”存储在哪里的呢？

3、“处理新情况的程序”是什么时候存储进去的呢？

4、当“新的情况”出现的时候，CPU如何根据这个“新的情况”去找“处理新情况的程序”？

5、当CPU找到“处理新情况的程序”，它如何执行新的程序呢？——当CPU突然不执行“当前的程序”，跑去执行另外一段不知所谓的代码，它执行完那段代码之后，如何能跳转回来执行当前的程序呢？

6、当CPU跳转到“处理新情况的程序”执行的时候，如果又出现“更新的情况”那CPU应该怎么处理呢？它是去处理，还是不去处理呢？它要处理又会怎么处理呢？

7、当一台电脑有多颗CPU（PCI总线只有一条）时，如果出现了“新的情况”，应该让哪一颗CPU去处理呢？如何做到CPU间的负载均衡呢？

8、当多个CPU在处理不同的中断时，如果需要操作同一个数据结构，如何去做到互斥与同步呢？

Jack：卧槽~去死吧。去死吧。草。嘎嘎~

我：思考一下这8个问题吧。你未必需要能回答，想一想，你已经可以体会到内核hacker的快感了。