[Linux内核完全剖析]第五章Linux内核体系结构5.4-5.6总结 x86中断和时间控制

x86中断子系统
x86微机系统中采用了8259A可编程中断控制器，每个8259A可以管理8个中断源，通过多片级联方式，可以构成最多管理64个中断向量的系统。PC/AT中使用了2片8259A，共可管理15个中断向量。CPU通过IO指令对8259A进行初始化后，芯片就可以根据当前设定的优先级状态通过INT引脚来通知CPU中断请求。CPU响应后，会从数据总线D7-D0获取从芯片发送的中断号。

CPU根据中断号要获取中断服务地址，就需要一张中段向量表(实模式)/中断描述符表(保护模式)来进行查询。x86微机支持256个中断：
实模式下每个中断向量占4个字节，低字放入偏移地址，高字放入段值。中断向量表共长1024字节，BIOS在启动后会在物理地址0开始初始化并设置中断向量表，中断服务程序由BIOS给出，向量是按顺序排列的。其中两片8259A支持的16个（由于IRQ2被用于级联输入，实际可使用的中断只有15个）硬中断被依次设置在中断向量0x20——0x2f中。Linux系统在刚开始加载内核时会用到显示和磁盘读的中断，然后在setup.s中重新初始化8259A并在head.s中重设一张中断描述符表。

对于Linux内核来说，中断信号分为两类：硬件中断和软件中断。
int 0——int 31，每个中断的功能根据Intel固定设定或者保留，属于软中断，intel称为异常。在kernel/traps.c中设置
int 32——int 47，对应于8259A发出的硬件中断,IRQ0——IRQ15
int 128，系统调用中断，在kernel/sched.c中设置
系统调用：eax放调用号，ebx，ecx，edx依次存放参数，故Linux0.11最多向内核传递三个参数。

系统时间，通过init/mian.c中的time_init()函数读取主板RT电路上保存的时间信息，再用过kernel/mktime.c中kernel_mktime()函数转化为Unix日历时间（从1970-01-01:00:00:00到当前位秒数）被保存在全局变量startup_time中内核使用。用户可使用time()系统调用来读取该值，超级用户可以通过stime()系统调用设置该值。系统定义了宏来获取当前时间
#define CURRENT_TIME (startup_time + jiffies/HZ)

jiffies是系统启动到当前的时钟滴嗒，10ms为单位，HZ=100是滴嗒频率。时钟滴嗒是由Intel 8253计数器产生的，它连接到8259A的IRQ0引脚上，由于事先设置了计数器频率，每隔10ms就会产生一个上升沿方波，经过8259A处理后产生一个IRQ0中断，就运行一次timer_interrupt中断处理程序。中断处理程序会对jiffies自增以及当前进程的时间计数和时间片切换等操作。