简介
CPU中断时操作系统中的两个重要概念，都作用于改变CPU执行的正常流程。
当出现某些特殊情况（如外部设备请求服务、定时器时间到等）时，CPU 暂停当前正在执行的程序，转去执行处理这些特殊情况的程序，处理完毕后再返回原来被暂停的程序继续执行的过程。
其作用在于让操作系统强行夺回CPU的控制权
中断与异常模型图
内中断
也称为软件中断，是由 CPU 内部的某些事件（如执行特定的指令、程序出错等）引发的。例如，在 x86 架构中，使用INT指令可以触发一个软件中断，用于调用操作系统的系统服务。
简单来说就是中断信号来自CPU内部，与当前指令有关
- 陷阱，陷入
是指在指令执行过程中故意引发的，通常用于实现系统调用、调试等功能。
比如：- 要执行系统调用
- C#/JAVA中主动抛出异常
- int 3 这种故意设置的陷阱
- 故障
是指由错误条件引发，它可能会被修复，CPU 在处理故障后会返回到引起故障的指令重新执行。
比如：- 缺页故障
- 终止
是指无法恢复的严重错误，如硬件故障、系统崩溃等。终止发生时，CPU将控制权交由终止程序处理，不会再返回程序，而是返回到内核中的abort例程，它会终止进程。
比如：- 除0异常
- 硬件损坏
- 非法使用特权指令
外中断
也称为硬件中断，外中断是由 CPU 外部的设备或事件引起的中断。比如键盘，鼠标，主板定时器。这些外部设备通过向 CPU 发送中断请求信号来通知 CPU 需要处理某个事件。外中断是计算机系统与外部设备进行交互的重要方式，使得 CPU 能够及时响应外部设备的请求，提高系统的整体性能和响应能力。
简单来说就是中断信号来自CPU外部，与当前指令无关
例如，当用户按下键盘上的某个按键时，键盘控制器会向 CPU 发送一个中断请求，CPU 接收到该请求后会暂停当前程序的执行，转去执行键盘中断处理程序，读取用户按下的按键信息
- 不可屏蔽中断（Non-Maskable Interrupt, NMI）
CPU 必须立即响应，无法屏蔽，通常用于处理紧急硬件故障。
比如：- 电源故障中断：如突然断电、电池电量过低，通知系统保存数据或紧急关机。
- 硬件错误中断：内存错误（如 ECC 校验失败）、CPU 过热、主板硬件故障等，需立即处理以避免系统崩溃。
- 可屏蔽中断（Maskable Interrupt, IRQ）
CPU 可通过中断控制器暂时忽略（屏蔽）此类中断，待当前任务处理完毕后再响应。
比如：- 定时设备中断：操作系统任务调度中断，系统定时器中断
- I/O设备中断：鼠标/键盘/打印机/硬盘/显示器等执行操作触发的中断
- 网络设备中断：网卡接收到新的数据包，触发中断。
- USB设备中断：U盘插入/拔出，数据传输完成等操作触发的中断
小结
| 大类 | 子类 | 原因 | 异步/同步 | 返回行为 |
|---|---|---|---|---|
| 外中断 | 中断 | 来自硬件的信号 | 异步 | 总是返回到下一条指令 |
| 内中断 | 陷阱 | 进程主动触发的异常 | 同步 | 总是返回到下一条指令 |
| 内中断 | 故障 | 潜在可恢复的错误 | 同步 | 可能返回到当前指令 |
| 内中断 | 终止 | 不可恢复的错误 | 同步 | 不会返回 |
它们之间的区别如下：
- 来源不同
内部中断来源于CPU内部事件或者程序自身行为，无需外部硬件信号
外部中断由CPU外部的硬件设备触发，通过硬件信号（如中断请求线 IRQ）通知CPU - 处理时机不同
内部中断，CPU在执行指令时会检查是否有异常发生，属于事前检查
外部中断，CPU在指令周期的末尾，再检查是否有外部中断信号要处理，属于事后检查 - 可屏蔽性不同
内部中断通常不可屏蔽
外部中断中，可屏蔽中断（如键盘中断）：可通过 CPU 标志位（如 IF）暂时忽略，
不可屏蔽中断（如电源故障）无论IF标志位是否开启，CPU 必须立即响应。
外部中断发生时，CPU会清除EFLAGS寄存器的IF(Interrupt Enable)标志位，避免其它中断干扰。比如你正在执行I/O操作，就不应该被CPU时钟周期所切换进程。
内部中断发生时，IF标志位不会被清除。
中断的流程
中断描述表(Interrupt Descriptor Table)
操作系统为每一种中断都分配了处理流程，这个流程的唯一标识叫做中断向量，它是一个非负整数。
一部分中断向量由CPU设计者分配，另一部分由操作系统内核设计者分配。两者组成了一个完整的中断处理流程。它就是中断描述表
操作系统启动时，内核会分配和初始化一张中断描述表(Interrupt Descriptor Table)的跳转表，将中断向量一一映射。
