为什么要设置中断向量表偏移量 设置中断向量表偏移的必要性

1、简介

在计算机中，中断是指CPU在执行一条指令时，由于某些原因需要暂时中止该指令的执行，转去执行与该指令无关的其他指令，执行完这些指令后再回到原来被中断的指令。这种情况下，CPU暂停原来的工作去处理发生的中断事件，中断向量表（Interrupt Vector Table）的作用就是为了让CPU知道该去处理哪一个中断事件。

2、中断向量表偏移量是什么

中断向量表一般存储在内存的固定地址上，但是一个完整的处理器通常具有多个特权级别，在每个特权级别定义自己的中断向量表。在同一特权级别内也可以存在多个中断向量表。由于不同的中断具有不同的处理优先级，需要在中断向量表中给不同的中断设置中断优先级，这样CPU在发生中断时就根据中断向量表中的优先级信息来判断先处理哪个中断，这就是中断向量的作用。其具体实现是通过将每个中断先存储在中断向量表中，然后在中断处理程序中使用一个中断向量表偏移量（Interrupt Vector Table Offset）来访问中断向量。

3、为什么要设置中断向量表偏移量

在多任务操作系统中，不同的进程都需要运行在同一个处理器上，因此需要在操作系统内核中实现一种机制来区分中断事件和进程上下文切换。中断向量表偏移量的设置可以很好地实现这个机制，具体来说有以下几个方面：

3.1 区分不同的中断优先级

不同的中断具有不同的处理优先级，中断向量表偏移量可以根据中断的优先级和类型来判定优先级高低。例如，硬盘DMA传输完成后会产生一个中断请求（IRQ 14），处理该中断请求需要优先级较高，因此在中断向量表中为IRQ 14设置一个较小的中断向量表偏移量。

3.2 区分中断和进程上下文切换

中断向量表偏移量还可以用来区分中断和进程上下文切换。在进程上下文切换时，需要在内核栈中保存进程当前的上下文信息。而在中断处理程序中，为了避免破坏当前处理进程的上下文信息，需要在堆栈中单独为中断处理程序分配一段空间。因此，在中断向量表中为中断请求分配的中断向量表偏移量应该指向中断处理程序中的堆栈。

3.3 支持物理内存和虚拟内存的切换

在操作系统中，通常会把物理内存映射到虚拟内存中，而在不同的地址空间内存中访问同样的中断向量表时，需要通过一个中断向量表偏移量来解决这个问题。偏移量指向的位置与各个地址空间的真实位置有所不同，因此操作系统需要在内核中保持一个中断向量表偏移量到物理地址的映射表，从而实现不同地址空间间的转换。