1.中断和异常的硬件处理
首先，从硬件的角度来看CPU如何处理中断和异常，这里假定内核已被初始化，CPU已从实模式转到保护模式。
当CPU执行了当前指令之后，CS和EIP这对寄存器中所包含的内容就是下一条将要执行指令的虚地址。在对在对下一条指令执行前，CPU先要判断在执行当前指令的过程中是否发生了中断或异常。如果发生了一个中断或异常，那么CPU将做以下事情。
（1）确定所发生的中断或异常的向量i（在0~255之间）。
（2）通过IDTR寄存器找到IDT表，读取IDT表第i项（或叫第i个门）。
（3）分两步进行有效性检查：首先是“段”级检查，将CPU的当前特权级CPL（存放在CS寄存器的最低两位）与IDT中第i项段选择符中的DPL相比较，如果DPL（3）大于CPL（0）（CPU当前执行权限和中断处理程序权限比较），就产生一个“通用保护”异常(中断向量13)，因为中断处理程序的特权级不能低于引起中断的程序的特权级。这种情况发生的可能性不大，因为中断处理程序一般运行在内核态，其特权级为0。然后是“门”级检查，把CPL与IDT中第i个门的DPL相比较，如果CPL大于DPL，也就是当前特权级（3）小于这个门的特权级（0）（CPU当前执行权限与门的执行权限比较），CPU就不能“穿过”这个门，于是产生一个“通用保护”异常，这是为了避免用户应用程序访问特殊的陷阱门或中断门。但是请注意，这种“门”级检查是针对一般的用户程序，而不包括外部I/O产生的中断或因CPU内部异常而产生的异常，也就是说，如果产生了中断或异常，就免去了“门”级检查。
（4）检查是否发生了特权级的变化。当中断发生在用户态（特权级为3），而中断处理程序运行在内核态（特权级为0），特权级发生了变化，所以会引起堆栈的更换。也就是说，从用户堆栈切换到内核堆栈。而当中断发生在内核态时，即CPU在内核中运行时，则不会更换堆栈。
2.中断请求队列的建立
由于硬件的限制，很多外部设备不得不共享中断线，例如，一些PC配置可以把同一条中短线分配给网卡和图形卡。由此来看，让每个中断源都必须占用一条中段线是不现实的。所以，仅仅用中断描述符表并不能提供中断产生的所有信息，内核必须对中断线给出进一步的描述。在linux设计中，专门为每个中断请求IRQ设置了一个队列，这就是所谓的中断请求队列。
（1）中断服务程序与中断处理程序
中断服务程序与中断处理程序并不同，在Linux中，15条中断线对应15个终端处理程序，其名依次是IRQ0x00_interrupt()~IRQ0x0f_interruption()，中断处理程序相当于某个中断向量的总处理程序，比如IRQ0x05_interrupt()对应 中断号为5（向量为32+5）的总处理程序，如过这个5号中断由网卡和图形卡共享，则他们分别有自己的中断服务程序。
（2）中断线共享的数据结构
为了让多个设备可以共享一条中断线，内核设置了一个叫irqaction的数据结构：
typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int , void *);
struct irqaction {
irq_handler_t handler; //指向一个中断服务程序，该函数有两个参数，第一个参数为中段号IRQ，第二个参数一般为dev_id（唯一的标识某个设备的设备号）
unsigned long flags; //用一组标志描述中断线与I/O设备之间的关系
cpumask_t mask;
const char *name; //I/O设备名
void *dev_id; //指定I/O设备的主设备号和次设备号
struct irqaction *next; //指向irqaction描述符链表的下一个元素，前提是flags为IRQF_SHARED标志（允许其他设备共享中段线）。
int irq;
...
};
共享同一中断线的每个硬件设备都有其对应的中断服务程序，链表中的每个元素就是对相应设备及中断服务程序的描述。
一条中断线对应一条由该结构体组成的链表，若共享则链表存储了每个设备的中断服务程序，若不共享则只有一个结构体。
（3）注册中断服务程序
在IDT表初始化完成之初，每个中断服务队列还为空。此时，即使打开中断且某个中断发生了，也得不到实际的服务。因为此时中断服务程序还没有挂入中断请求队列。所以，在设备驱动程序的初始化阶段，必须通过request_irq()函数将相对应中断服务程序挂入中断请求队列，也就是对其进行注册
int request_irq(unsigned int irq, void (*handler)(int, void *, struct pt_regs *), unsigned long irqflags, const char * devname, void *dev_id)
第一个参数irq表示要分配的中断号。
第二个参数handler是一个指针，指向处理这个中断的实际中断服务程序。
第三个参数irqflags对应irqaction中的flags。
第四个参数devname是与中断相关的设备名字。这些名字会被/proc/irq和/proc/interrupt文件使用。
第五个参数dev_id主要用于共享中断线。如两个设备共享中断线则需要dev_id作为唯一标识信息，以便从众多的中断服务程序中找到指定的那一个。
这里要说明的是，在驱动程序初始化或者在设备第一次打开的时候，事先要调用request_irq()函数，以申请使用参数中指定的中断请求号irq，另一参数handler指的是要挂入到中断请求队列中的中断服务程序。
注意，request_irq()函数可能会睡眠，因此，不能在中断上下文或其他不允许阻塞的代码中调用该函数。在睡眠不安全的上下文中调用request_irq()函数是一种常见的错误。
（4）注销中断函数
卸载驱动程序时，需要注销相应的中断处理服务程序，并释放中断线。可以调用void free_irq(unsigned int irq, void * dev_id)来释放中断线。
如果指定的中断线不是共享的，那么，该函数删除处理程序的同时将禁用这条中断线。如果中断线是共享的，则仅删除dev_id所对应的服务程序，而这条中断线本身只有在删除了最后一个服务程序时才会被禁用。由此可以看出为什么唯一的dev_id如此重要。对于共享的中断线，需要一个唯一的信息来区分其上面的多个服务程序，并让free_irq()仅仅删除指定的服务程序。
3.中断处理程序的制定
假定外设的驱动程序都已完成了初始化工作，并且已把相应的中断服务例程挂入到特定的中断请求队列。 又假定当前进程正在用户空间运行（随时可以接受中断），且外设已产生了一次中断请求。当这个中断请求通过中断控制器8259A到达CPU的中断请求引线INTR时,CPU就在执行完当前指令后来响应该中断。
CPU从中断控制器的一个端口取得中断向量I，然后根据I从中断描述符表IDT中找到相应的表项，也就是找到相应的中断门。因为这是外部中断，不需要进行“门级”检查，CPU就可以从这个中断门获得中断处理程序的入口地址，假定为IRQ0x05_interrupt。因为这里假定中断发生时CPU运行在用户空间（CPL＝3），而中断处理程序属于内核（DPL＝0），因此，要进行堆栈的切换。也就是说，CPU从TSS中取出内核栈指针，并切换到内核栈（此时栈还为空）。当CPU进入IRQ0x05_interrupt时，内核栈中除用户栈指针、EFLAGS的内容以及返回地址外再无其他内容。另外，由于CPU进入的是中断门（而不是陷阱门），因此，这条中断线已被禁用，直到重新启用。
这个中断处理程序实际上要调用do_IRQ()，而do_IRQ()要调用handle_IRQ_event（）函数（运行挂在这条中断线上的所有中断服务程序）；最后这个函数才真正地执行中断服务例程（ISR）。
（1）中断处理程序IRQn_interrupt
一个中断处理程序主要包含以下两条语句
IRQn_interrupt:
pushl $n-256
jmp common_interrupt
其中第一条语句把中断号减256的结果保存在栈中，这是每个中段处理程序唯一的不同之处。然后，所有的中断处理程序都跳到一段相同的代码common_interrupt。
common_interrupt:
SAVE_ALL
call do_IRQ
jmp ret_from_intr
SVAE_AL L宏把中断处理程序会使用的所有CPU寄存器都保存在栈中。然后，BUILD_COMMON_IRQ 宏调用do_IRQ( )函数，因为通过CALL调用这个函数，因此，该函数的返回地址被压入栈。当执行完do_IRQ( )，就跳转到ret_from_intr( )地址。
（2）do_IRQ()函数
do_IRQ()这个函数处理所有的外设的中断请求。该函数对中断请求队列的处理主要是通过handle_IRQ_event()函数完成的，handle_IRQ_event()函数的主要代码片段为：
retval = 0;
do {
status |= action->flags;
retval |= action->handler(irq, action->dev_id, regs);
action = action->next;
} while (action);
这个循环依次调用请求队列中的每个中断服务程序。中断服务程序都是在关中断的条件下进行（不包括非屏蔽中断），这也是为什么CPU再穿过中断门时自动关闭中断的原因了。但是，关中断时间绝对不能太长，否则就可能丢失其他重要的中断。也就是说，中断服务程序应该处理最紧急的事情，而把剩下的事情交给另外一部分来处理，即下半部来处理。
4.从中断返回
do_IRQ()这个函数处理所有外设的中断请求。当这个函数执行时，内核栈从栈顶到栈底包括：
· do_IRQ( )的返回地址
· 由SAVE_ALL 推进栈中的一组寄存器的值
· ORIG_EAX（即n-256）
· CPU自动保存的寄存器
内核栈顶包含的就是do_IRQ()的返回地址，这个地址指向ret_from_intr。实际上，ret_from_intr是一段汇编语言的入口点。而实际上中断，异常及系统调用的返回是放在一起实现的，因此，我们常常以函数的形式提到下面三个入口点。
（1）ret_from_intr()：终止中断处理程序。
（2）ret_from_sys_call()：终止系统调用，即0x80引起的异常。
（3）ret_from_exception（）：终止除了0x80的所有异常。