什么是系统中断？
系统中断是计算机学中的一个名词，一般是指硬件中断和软件中断。系统中断是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，即CPU暂停正在执行的程序，保留现场后转去执行相应的处理程序，处理完该事件后再返回断点继续执行被"打断"的程序。
系统中断可以分为外中断（硬中断）和内中断（软中断）。外中断是指由于系统外部设备事件所引起的中断，如磁盘中断、打印机中断等。内中断（也被译为"捕获"或"陷入"）是指由于CPU内部事件所引起的中断，如程序出错（非法指令、地址越界）。人们通常称外中断为中断，称内中断为异常。中断和异常都是CPU对系统发生的某个事情做出的一种反应，但中断由外因引起，异常则由CPU本身原因引起。
系统中断的作用？
中断可以避免CPU轮询等待某条件成立，提高了CPU的利用率和系统效率。中断也是多程序并发执行的前提条件。系统中断在计算机系统中起着非常重要的作用，它是实现系统并发、提高系统效率和响应外部事件的重要手段之一。
系统中断中断的是什么呢？
硬中断和软中断中的"中断"对象主要是CPU正在执行的任务或进程。换句话说，中断是一种机制，它允许某些事件（如硬件设备请求、程序异常等）打断CPU当前正在执行的任务，转而执行与该事件相关的处理程序。
什么时候发生系统中断呢？
中断可能在任何时候发生，具体时间取决于系统状态和外部事件的发生。在计算机系统中，中断可以分为外中断（硬件中断）和内中断（软件中断）。
对于硬件中断，中断是由与系统相连的外设（如网卡、硬盘）自动产生的，主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。比如当网卡收到数据包的时候，就会发出一个中断。这些外部设备的中断请求是随机的，可以在任何一条指令执行结束后发生。CPU在接收到中断信号后，会暂停当前正在执行的程序，转而执行与该中断相关的处理程序。
对于软件中断，中断是由程序调用（如系统调用）或程序执行中遇到的异常事件（如除零错误）引起的。软件中断可以在程序执行的任何时刻发生，这取决于程序的逻辑和异常情况的发生。当程序需要请求操作系统服务或处理异常情况时，会使用软件中断来触发中断处理程序的执行。
硬中断和软中断的发起者？
对于硬中断来说，中断源通常是外部硬件设备，如磁盘控制器、网卡等。当这些设备需要CPU注意或处理时（例如，数据已经准备好从磁盘读取到内存），它们会发送一个电信号给中断控制器，中断控制器再通知CPU。CPU在接收到这个中断信号后，会暂停当前正在执行的任务，转而执行与该硬件设备相关的中断处理程序。因此，可以说硬中断的对象是CPU正在执行的任务，但实际上是通过打断CPU的执行流程来实现的。
对于软中断来说，中断源通常是程序本身或操作系统内核。软中断主要用于实现一些底层的、与硬件无直接关联的系统功能，如网络数据包的处理、定时任务的触发等。当某个程序或内核模块需要引起CPU注意时，它可以触发一个软中断。与硬中断类似，CPU在接收到软中断信号后也会暂停当前正在执行的任务，转而执行与该软中断相关的处理程序。因此，软中断的对象同样是CPU正在执行的任务。
需要注意的是，虽然中断机制允许打断CPU的执行流程，但并不意味着中断可以随意发生。中断的发生和处理都需要遵循一定的规则和优先级，以确保系统的稳定性和效率。此外，在中断处理程序中执行的操作应该尽可能地简单和快速，以避免长时间占用CPU并影响其他任务的执行。
什么是硬中断和软中断？
硬中断（Hardware Interrupt）是由硬件设备（如磁盘、网卡、键盘等）依照CPU时钟信号产生的，意味着中断发生具有随机性和突发性，能够在指令正在执行时发生。硬中断的中断响应周期中，CPU需要发中断回合信号（NMI不需要）。硬中断是由外设引发的，其处理程序要确保它能快速地完成任务，这样程序执行时才不会等待较长时间。硬中断的优点是处理速度快，可以优先处理紧急事件。
软中断（Software Interrupt）也称为同步中断，是由CPU执行中断产生指令时产生的，是由程序预先实现好的，不是随机的。软中断的中断响应周期中，CPU不需发中断回合信号。软中断是由程序调用发生的，其处理程序通常为底半部处理，对时间要求并不严格。软中断的实现方式通常是将软中断处理程序挂接到某个特定的中断号上，当程序需要触发软中断时，通过调用相应的中断指令来触发中断。软中断的优点是可以实现灵活的底半部处理，多个软中断可以同时在一个CPU上并发处理。
在Linux内核中，软中断通常用于实现底半部处理，即将一些不紧急的处理任务延迟到稍后的时间进行，以提高系统的响应速度和并发性能。软中断的实现机制比较复杂，涉及到中断上下文、进程上下文、软中断状态等多个方面。硬中断则是由硬件设备直接触发的，其处理程序需要尽快执行完毕，以避免对系统性能的影响。
总的来说，软中断和硬中断在实现方式和处理机制上有所不同，但都是计算机系统中重要的中断机制，用于处理各种紧急和非紧急事件，提高系统的并发性能和响应速度。在实际应用中，需要根据具体的需求和场景选择合适的中断方式来实现相应的处理逻辑。
硬中断和软中断的执行流程？
硬中断
硬中断是由与系统相连的外设（比如网卡、硬盘）自动产生的，主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。比如当网卡收到数据包的时候，就会发出一个中断。实现硬中断的过程大致如下：
- 当外设需要请求处理器进行某种操作时，会向处理器发出中断信号。这个信号通常是一个电信号，通过中断控制器传递给处理器的中断引脚。
- 处理器在检测到中断信号后，会暂停当前正在执行的程序，并保存现场信息（包括程序计数器、寄存器等），以便在中断处理完毕后能够恢复到原来的执行状态。
- 处理器根据中断信号的优先级和中断向量表（一个存储中断处理程序地址的表）来确定要执行的中断处理程序（也称为中断服务例程或中断处理函数）。
- 处理器跳转到中断处理程序的入口地址，开始执行中断处理程序。中断处理程序通常会执行一些紧急的操作，比如读取外设的数据、响应外设的请求等。
- 中断处理程序执行完毕后，处理器会恢复现场信息，并返回到原来的程序继续执行。
在Linux内核中，硬中断的处理过程通常是由中断控制器和内核共同完成的。中断控制器负责接收和分发中断信号，而内核则负责提供中断处理程序来处理这些信号。硬中断在Linux内核中具有很高的优先级，可以打断正在执行的程序，以确保紧急的操作能够得到及时处理。
软中断执行流程
在Linux系统中，软中断通常用于实现底半部处理，即处理那些不急切但需要尽快处理的任务。软中断的实现流程涉及中断上下文、进程上下文、软中断状态等方面。
- 当系统需要触发软中断时，会将相应的软中断标记为待处理状态，并将软中断处理函数挂接到相应的中断号上。
- 系统会定期检查待处理的软中断，如果有待处理的软中断，就会调用do_softirq()函数进行处理。
- do_softirq()函数会遍历所有待处理的软中断类型，依次调用相应类型的软中断处理函数。
- 软中断处理函数执行相应的处理逻辑，完成后清除软中断的待处理状态。
- 如果在处理软中断的过程中有新的软中断被触发，这些新的软中断会被加入到待处理队列中，等待下一次的处理。
系统中断后，是如何恢复运行呢？
首先，当中断发生时，CPU会暂停当前正在执行的程序，并保存现场信息，这包括程序计数器、寄存器等的内容，以便在中断处理完毕后能够恢复到原来的执行状态。
接着，CPU会根据中断信号的优先级和中断向量表来确定要执行的中断处理程序。中断处理程序通常会执行一些紧急的操作，比如读取外设的数据、响应外设的请求等。在这个过程中，如果有多个中断同时发生，CPU会根据中断的优先级来决定先处理哪个中断。
中断处理程序执行完毕后，CPU会恢复现场信息，这包括恢复程序计数器、寄存器等的内容，以恢复到原来的执行状态。然后，CPU会返回到原来的程序继续执行。
在某些情况下，中断处理程序可能会修改一些系统状态或者产生一些需要后续处理的事件。这时，系统可能会将这些事件加入到某个队列中，等待后续的处理。这种处理方式称为中断的底半部处理，它允许系统在处理完紧急的中断任务后，继续处理其他不那么紧急的任务。
总的来说，系统中断以后的恢复运行过程包括保存现场、执行中断处理程序、恢复现场和返回原程序等步骤。在这个过程中，系统会确保中断处理的正确性和效率，以保证系统的稳定性和性能。