Linux 系统中异常与中断

**Linux 系统中的异常与中断**

在 Linux 系统中，异常（Exception）和中断（Interrupt）是两个重要的概念，它们都涉及到系统处理外部事件或内部错误的情况。下面我们将分别讨论这些概念，并提供相关代码示例。

### 异常（Exception）

异常是指程序执行过程中出现的错误或未预期的事件，例如访问越界的内存、除数为零等。在 Linux 系统中，异常通常由硬件触发，例如 CPU 的异常位被设置。Linux 内核通过异常处理机制来捕捉和处理这些异常。

#### 异常类型Linux 中支持多种异常类型，包括：

* **分页错误**：当程序访问越界的内存时，CPU 会触发分页错误。
* **除数为零**：当程序尝试除以零时，CPU 会触发除数为零的异常。
* **溢出**：当程序执行时出现溢出的情况时，CPU 会触发溢出的异常。

#### 异常处理流程Linux 内核通过异常处理机制来捕捉和处理这些异常。异常处理流程如下：

1. **异常发生**：硬件触发异常。
2. **异常捕获**：内核捕获异常并保存相关信息，如异常类型、CPU 寄存器值等。
3. **异常处理**：内核根据异常类型选择相应的处理函数来处理异常。

#### 异常处理函数Linux 内核提供了多个异常处理函数，例如：

* `do_page_fault`：用于处理分页错误。
* `divide_error`：用于处理除数为零的异常。
* `overflow`：用于处理溢出的异常。

### 中断（Interrupt）

中断是指程序执行过程中被外部事件或内部错误打断，例如硬盘完成读写操作、键盘输入等。在 Linux 系统中，中断通常由硬件触发，例如 CPU 的中断线被拉高。Linux 内核通过中断处理机制来捕捉和处理这些中断。

#### 中断类型Linux 中支持多种中断类型，包括：

* **硬盘完成读写**：当硬盘完成读写操作时，CPU 会触发中断。
* **键盘输入**：当用户按下键盘时，CPU 会触发中断。

#### 中断处理流程Linux 内核通过中断处理机制来捕捉和处理这些中断。中断处理流程如下：

1. **中断发生**：硬件触发中断。
2. **中断捕获**：内核捕获中断并保存相关信息，如中断类型、CPU 寄存器值等。
3. **中断处理**：内核根据中断类型选择相应的处理函数来处理中断。

#### 中断处理函数Linux 内核提供了多个中断处理函数，例如：

* `do_hard_disk_completion`：用于处理硬盘完成读写操作的中断。
* `keyboard_input`：用于处理键盘输入的中断。

###代码示例下面是 Linux 内核中的异常和中断处理函数的代码示例：

c// 异常处理函数void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
{
 // 处理分页错误 if (error_code & PFERR) {
 // ...
 }
}

void divide_error(struct pt_regs *regs)
{
 // 处理除数为零的异常 // ...
}

void overflow(struct pt_regs *regs)
{
 // 处理溢出的异常 // ...
}

// 中断处理函数void do_hard_disk_completion(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
{
 // 处理硬盘完成读写操作的中断 // ...
}

void keyboard_input(struct pt_regs *regs)
{
 // 处理键盘输入的中断 // ...
}