Какие основные виды прерываний (interrupts) существуют в компьютерных системах?

А, ну вот, классика жанра! Сидишь ты такой, кодишь свою хуйню, и тут — бац! — тебе в процессор прилетает сигнал: «Эй, мудила, срочно отвлекись, тут важное дело!» Это и есть прерывание, ёпта. Оно как назойливый коллега, который врывается с криком «СРОЧНО!», а потом оказывается, что просто принтер бумагу зажевал.

1. Кто тебя дергает за яйца?

• Аппаратные (Hardware Interrupts)

  • Кто виноват: Всякая периферийная шняга вокруг.
  • Как достаёт: Устройство пинает специальную ножку (IRQ) контроллера прерываний, а тот уже орёт процессору: «Проснись, сука, работа есть!»
  • Примеры из жизни:
    • Ты на клаве стукнул — прерывание.
    • Сетевая карта поймала пакет — прерывание.
    • Диск допизделся до нужного сектора — прерывание.
    • Таймер отсчитал своё — опять прерывание, блядь. Он как будильник, который бьёт тебя по башке каждую миллисекунду.

• Программные (Software Interrupts)

  • Кто виноват: Твоя же программа, идиотка.
  • Как достаёт: Выполняет специальную инструкцию, типа INT на x86. Это как самому нажать на кнопку вызова администратора.
  • Примеры:
    • Системный вызов: Твоя программа хочет у ядра попросить что-то сделать (файл открыть, память выделить). Говорит: «Ядро, ёбни int 0x80, сделай дела!».
    • Исключения: Это когда программа сама себе роет яму и падает в неё. Делит на ноль — получает прерывание. Лезит в память, куда нельзя — получает page fault. Вообще, исключения — это такие особо тупые программные прерывания, которые возникают от собственной криворукости.

2. Можно ли послать нахуй?

• Маскируемые (Maskable): Это большинство. Их можно временно заткнуть, сбросив специальный флажок IF в процессоре. Типа «Не мешай, я в критической секции кода, потом разберусь!». Но если их копить, то потом будет овердохуища работы и всё зависнет.
• Немаскируемые (NMI): А вот это уже серьёзные пацаны. Их игнорировать нельзя, хоть головой об стенку бейся. Процессор обязан отреагировать сразу.
  • Пример: Оперативка начала глючить и кричит «У меня ошибка чётности, ёба!». Или watchdog-таймер говорит: «Система, ты что, зависла? Получай NMI в бубен!». Вот тут уже не до шуток, пиздец наступает.

А нахуя это всё знать?

• Чтобы писать драйвера: Если пишешь софт для железки, ты должен уметь ловить её пинки (прерывания) и быстро на них реагировать. Иначе клавиатура будет тупить, а сеть — рвать соединения.
• Чтобы тестировать:
  • Драйвер: Кидаешь в устройство команду и смотришь — прилетело ли прерывание о завершении, или драйвер повис, как мокрая простыня.
  • Устойчивость к пиздецу: Эмулируешь NMI (ошибку памяти) и наблюдаешь, как система не сдохнет, а грациозно рухнет в kernel panic.
  • Производительность: Если твоя сетевая карта дрочит прерываниями каждую микросекунду, процессор будет только ими и заниматься, а полезную работу делать перестанет. Надо считать, не овердохуища ли их.

// Примерно вот так выглядит код, который обрабатывает твой удар по клавише
void keyboard_interrupt_handler(void) {
    // 1. Процессор или ядро само сохраняет все регистры (контекст). Умно, да?
    // 2. Читаем, какую кнопку хуякнули, из порта 0x60.
    unsigned char scancode = inb(0x60);
    // 3. Переводим сырой код в букву и пихаем её в буфер для программ.
    // 4. Кричим контроллеру прерываний: "Всё, я закончил, можно присылать следующего!" (EOI).
    outb(0x20, 0x20); // Это для древнего PIC, сейчас всё сложнее, но суть та же.
    // 5. Восстанавливаем сохранённый контекст и командуем IRET — возвращаемся к прерванному коду.
}

Короче, прерывания — это нервная система компа. Без них он был бы немым, глухим и слепым куском кремния. Но если с ними неправильно обращаться, получится истеричка с тиками, который ничего путного сделать не может.