[linux] Linux系统中断机制详解及用户空间中断使用方法

Linux系统中断机制详解及用户空间中断使用方法

一、Linux中断机制概述

中断是CPU响应硬件事件的机制，分为：

1. 硬中断：由硬件设备触发（如键盘、网卡）
2. 软中断：由软件指令触发（如系统调用）
3. 异常：CPU执行指令时产生的错误（如缺页异常）

中断处理流程：

1. 硬件发送中断信号到中断控制器
2. CPU保存当前上下文，跳转到中断向量表
3. 执行中断服务程序（ISR）
4. 恢复上下文继续执行

内核中断处理分层：

• 上半部（Top Half）：紧急处理，在中断禁用状态下执行
• 下半部（Bottom Half）：延迟处理，包括软中断、tasklet和工作队列

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二、用户空间使用中断的5种方法

方法1：系统调用（软件中断）

#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <stdio.h>

int main() {
   
   
    long ret = syscall(SYS_getpid);  // 触发软中断0x80/syscall
    printf("PID via syscall: %ld\n", ret);
    return 0;
}

方法2：信号处理（模拟软中断）

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

void sigint_handler(int sig) {
   
   
    printf("Received SIGINT! Signal number: %d\n", sig);
}

int main() {
   
   
    signal(SIGINT, sigint_handler);  // 注册中断处理器
    printf("Send interrupt with: kill -SIGINT %d\n", getpid());
    pause();  // 等待中断
    return 0;