linux 中断号是什么意思

在 Linux 系统中，中断号（IRQ, Interrupt Request Number） 是硬件设备向处理器发送中断请求的唯一标识符，用于通知 CPU 有紧急事件需要处理（如键盘输入、磁盘 I/O 完成等）。以下是详细解释：

1. 中断的核心作用

• 硬件与 CPU 的通信机制：当硬件设备（如网卡、键盘）需要 CPU 处理数据时，会通过中断信号打断 CPU 当前任务，强制其优先处理该设备的请求。
• 避免轮询开销：相比 CPU 主动轮询设备状态，中断机制能显著提高效率。

2. 中断号的分类

• 硬件中断（Hardware IRQ）：
  • 由物理设备触发（如 USB 控制器、硬盘）。
  • 中断号范围通常是 0-15（传统 ISA 设备）或 0-255（现代 PCI/PCIe 设备）。
• 软件中断（Software Interrupt）：
  • 由软件指令触发（如系统调用 int 0x80 或 syscall）。
  • 无物理中断号，属于逻辑中断。

3. 查看中断号的方法

• /proc/interrupts 文件： bash cat /proc/interrupts 输出示例： CPU0 CPU1 0: 16 0 IO-APIC 2-edge timer 1: 9 0 IO-APIC 1-edge i8042 8: 1 0 IO-APIC 8-edge rtc0
  • 第一列是中断号，最后一列是关联的设备名。
• lspci -v 命令： 查看 PCI 设备的中断分配情况。

4. 中断号的管理

• 动态分配：现代内核（如 Linux）通常动态分配中断号，避免冲突。
• 亲和性（Affinity）：可通过 smp_affinity 文件绑定中断到特定 CPU 核心，优化多核性能： bash echo 2 > /proc/irq/24/smp_affinity # 将 IRQ 24 绑定到 CPU1

5. 常见问题与解决

• 中断冲突：旧式 ISA 设备可能需手动设置 IRQ（如 irq=5 内核参数）。
• 高中断负载：使用 top 或 mpstat -P ALL 1 查看 CPU 的 %irq 使用率，优化驱动或调整亲和性。

6. 扩展知识

• MSI/MSI-X：现代设备使用基于消息的中断（Message Signaled Interrupts），替代传统引脚中断，支持更多中断向量。
• 软中断（softirq）：内核下半部机制，处理网络、块设备等高优先级任务。

通过理解中断号，可以更高效地调试硬件问题或优化系统性能。如果需要操作具体设备的中断，务必查阅硬件手册和内核文档（如 Documentation/IRQ.txt）。