你ping一下，服务器累成狗

简简单单

简简单单的一个ping动作，中间涉及的内容几乎包含了计算机领域里面所有的基础内容，复杂而精妙。

这篇文章一次肯定写不完，最后写完了肯定也不可能包含所有的内容。我对其中的一些内容也早就忘的干净，不过既然写了，就认真写，能写多少写多少，能写多细写多细，并且尽量表达的通俗易懂一点，有哪里不对的地方，别打我，跟我说，我会改。

先上一个大致的流程图，后面也会按照这图里的四个点分开讲

 操作系统键盘输入

比如我们在命令行中输入了ping www.baidu.com，实际上我们每次敲击一次键盘，操作系统都需要通过中断处理机制来处理事件。诶，这里有几个知识点了：

什么叫中断/中断处理？

以单核为例好解释一点，通过将其他处理中的任务暂停下来以满足更高优先级的操作，就是中断。

为什么需要中断处理？

以个人计算来说，我们最大的需求除了有一台性能牛叉的计算机，还需要让计算机能够快速的，准确的响应我们的操作，比如输入一个“我爱你”，如果让别人先发过去了，那你的爱情不就没了吗？所以敲击键盘表白时，我们希望操作系统能够快速响应并发出消息，但是他要是同时也在处理其他任务怎么办呢？那就把其他任务暂时中断了吧，等我的表白发出去了，你再处理不迟

中断处理包含了哪些内容？

从键盘到内核的过程

1：用户输入

用户在键盘打字，每敲击一次键盘，都会触发一个电信号和一个扫描码

2：中断控制器

将电信号和扫描码送入中断控制器的输入引脚中

3：电信号给内核

之后中断控制器会给处理器发出一个中断信号。其中电信号一般会通过中断处理器映射为一个中断值，不同的中断值会有不同的IRQ线处理。扫描码则对应的是每个键，具体的scan code table可以参考：keyboard scan code 表 - JavaShuo

1. 外部中断（External Interrupts）：这是最常见的中断类型，用于处理外部设备的中断。它们可以是硬件设备（如网卡、声卡等）或软件生成的中断。在x86架构中，IRQ 0至15用于外部中断。

2. 时钟中断（Timer Interrupts）：这是由系统时钟定期触发的中断。它们用于维护系统的计时器，调度任务等。在x86架构中，IRQ 0被系统时钟使用。

3. 键盘中断（Keyboard Interrupts）：这是用于处理键盘输入的中断。键盘的按下和释放动作会触发该中断。在x86架构中，IRQ 1被键盘使用。

4. 硬盘中断（Disk Interrupts）：这是用于处理硬盘输入/输出操作的中断。当硬盘完成一个输入/输出操作时，会触发该中断。在x86架构中，IRQ 14和IRQ 15被硬盘使用。

5. 网络中断（Network Interrupts）：这是用于处理网络输入/输出操作的中断。当网络数据包到达或发送完毕时，会触发该中断。具体使用的IRQ类型取决于网络硬件设备。

6. USB中断（USB Interrupts）：这是用于处理USB设备的中断。当USB设备插入或拔出时，会触发该中断。具体使用的IRQ类型取决于USB控制器的配置

4：内核运行中断处理程序

内核接收到一个中断电信号时，会执行一个中断处理程序。而这个中断处理程序是设备驱动程序中一部分。设备驱动程序是为设备和内核之间的通信提供服务的，不然内核没法识别或者感知设备的动作。撰写设备驱动程序会在后面也说到。整理一下思路，每个设备会有自己的设备驱动程序，其中会有一个中断处理程序用来告知内核此时设备想要与你沟通。内核收到通知并在中断上下文中运行该中断处理程序。

1：设备程序会把中断处理程序注册到指定的IRQ中断线上，以随时响应来自设备的要求。也就是上图中的handle_IRQ_event部分。

2：我们经常会听到一个进程上下文，这个和中断上下文没有关系。进程上下文是用户程序需要调用内核的一些函数时出现的。而中断上下文则是设备要求内核响应其动作时出现的。

5：中断处理程序执行

中断处理程序开始处理设备的要求动作，比如响应键盘或者读取网卡缓存的内容。整个过程是不能被中断的。同时又不能执行得太久，不然操作系统就卡了，不能处理别的事了。

那就有个问题了，我们要求中断处理程序需要快速的响应，快速的释放，但是它可能又要面对复杂的过程或者海量的数据还处理，怎么办呢？拆开吧

6：中断处理程序上部分

拆成了两部分，首先是急速模式，需要尽快完成，这部分由中断处理程序完成。剩下的成为下半部分，无论有多少事都没关系，可以慢慢处理。

以键盘为例的不能很好的体现下半部分的工作量，我们可以以网卡为例。

当网卡收到信息时，因为网卡上的缓存大小固定，所以这部分就需要快速的往内存里面搬运，不然后面再进来的数据就会被丢弃了。于是中断处理程序的上半部分咔咔的搬数据，办完了之后，这个中断就退出来，将内核的控制权交给中断前的程序。

7：剩下的下半部分

搬过来的数据后面自然会有其他程序接管处理，这部分就和内核调度相关了，调度逻辑大致是按照进程的优先级等因素并使用一定的算法，分配每个进程的时间片，让用户程序跑起来。按下不表

大致的过程就是这样了，接下来介绍一下中断上下文。

前面说中断上下文则是设备要求内核响应其动作时出现的，而它的出现是需要把其他的用户程序中断，而自己又不能中断。原则上不允许执行的太久，所以他需要快速的执行。然后快速的释放资源。

由于我们的例子是键盘输入，所以下半部分没什么内容，就是CPU给显卡，显卡来显示

先写到这里吧