中断的基本概念
在计算机系统中,中断是一种机制，允许硬件或软件暂停当前正在执行的程序，转而处理更紧急或重要的任务，Linux作为多用户、多任务的操作系统，高效的中断管理是其稳定运行的核心保障，中断可分为硬件中断（如键盘输入、磁盘I/O完成）和软件中断（如系统调用），而中断表则是操作系统管理所有中断源的“指挥中心”，它记录了每个中断对应的处理程序入口地址，确保系统能够快速响应并正确处理各类中断事件。
Linux中断表的结构与作用
Linux中断表本质上是一个数据结构,用于存储中断向量与中断处理函数之间的映射关系，在x86架构中，中断向量号的范围为0-255，每个向量号对应一个特定的中断类型，向量号0-31为Intel保留的异常（如除零错误、页面故障），32-255可由硬件或软件使用，Linux通过初始化阶段建立中断表，将每个向量号与对应的中断服务程序（ISR）关联，当硬件触发中断或软件执行中断指令时，CPU根据中断向量号查找中断表，跳转至相应的处理函数。
中断表的作用主要体现在三个方面：一是实现中断的快速响应，避免CPU轮询带来的资源浪费；二是统一管理中断源，简化硬件与软件的交互；三是支持中断的优先级处理，确保高优先级中断能够及时响应。
中断表的初始化与注册
Linux内核在启动过程中会完成中断表的初始化,通过trap_init()函数设置异常向量（0-31），这些异常通常与硬件错误或程序异常相关，由内核直接处理，随后，通过init_IRQ()函数初始化硬件中断，调用setup_irq()将设备的中断处理程序注册到中断表中。
注册过程中,内核会为每个中断分配一个唯一的irq_desc结构体，该结构体包含中断处理函数、中断标志（如触发方式：电平触发或边沿触发）、中断计数等信息，对于共享中断（多个设备共用一个中断号），内核会维护一个中断处理函数链表，依次调用每个设备的处理函数，并通过中断状态判断是否为自身设备触发的中断。
中断处理流程
当中断发生时,CPU会暂停当前任务，保存现场（如程序计数器、寄存器状态），然后根据中断向量号从中断表中获取中断处理程序的入口地址，并跳转执行，Linux的中断处理分为两个阶段：上半部（Top Half）和下半部（Bottom Half）。
上半部是中断服务程序（ISR），执行时间必须尽可能短，主要完成硬件状态的读取、中断的确认等紧急任务，网卡驱动在中断发生时，会快速读取数据包并存入缓冲区，然后触发下半部处理，下半部通过软中断（SoftIRQ）、任务队列（Tasklet）或工作队列（Workqueue）等机制延迟处理非紧急任务，如数据包的解析、协议栈处理等，这种设计避免了中断处理长时间占用CPU，提高了系统的并发性能。
中断表的管理与优化
Linux提供了丰富的接口用于中断表的管理。request_irq()和free_irq()分别用于注册和释放中断，支持中断的共享与独占模式，在多核CPU系统中，内核通过中断亲和性（IRQ Affinity）将特定中断绑定到指定的CPU核心，避免多核竞争，提高处理效率，内核还引入了中断线程化（Threaded IRQ）机制，将中断处理作为内核线程执行，进一步缩短上半部执行时间，提升系统实时性。
中断表的优化对系统性能至关重要,通过/proc/interrupts文件可以查看各中断的使用情况，分析是否存在中断过载；通过/proc/irq目录可以调整中断的触发方式、亲和性等参数，对于高性能场景（如网络服务器），使用多队列网卡（Multi-Queue NIC）将中断分散到多个CPU核心，是减少中断处理延迟的有效手段。
Linux中断表是操作系统与硬件交互的核心枢纽,通过结构化的映射关系和高效的处理机制，实现了对中断事件的快速响应和有序管理，从中断表的初始化、注册，到中断处理的上下部分离，再到多核环境下的优化策略，Linux内核不断完善中断管理机制，以满足不同场景下的性能需求，理解中断表的工作原理，不仅有助于深入掌握Linux内核的运行机制，也为系统性能调优和驱动开发提供了重要基础。
