IRQ(Interrupt ReQuest)是指中断请求,是处理器芯片与计算机中的各种设备之间进行通信协调的机制。当IRQ请求被授权执行时,它会中断当前CPU执行的任务并处理IRQ请求。IRQ可以处理来自各种计算机硬件设备的事件,例如鼠标、键盘、网卡等。
IRQ可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。可屏蔽中断通常由设备驱动程序或内核处理,也可以被屏蔽以延迟处理。而不可屏蔽中断是在极其紧急或严重的情况下立即处理的,例如内存中断或总线错误。
在x86体系结构中,IRQ可分为16个主IRQ和16个次IRQ,分别连接到不同的硬件设备。IRQ0连接到可编程间隔定时器(PIT)并用于处理系统计时和调度。IRQ1连接到键盘控制器,用于处理键盘输入事件。IRQ2用于连接可编程控制器(PIC)并用于处理其他IRQ。IRQ3-7用于连接串口、并口和其他硬件设备。IRQ8用于连接实时时钟(RTC)。IRQ9-15用于连接网卡、声卡等器件。
当设备需要处理I/O请求时,设备向CPU发送中断请求。CPU收到中断请求后,暂停当前的任务并保存所有必要的寄存器和状态。此时,CPU跳转到预定义的IRQ处理程序中去,执行与设备对应的IRQ处理程序来处理中断请求,并将所有保存的状态恢复回来继续执行先前中断的程序。
IRQ处理程序中负责清除中断标志位和做其他必要的处理。每个IRQ处理程序都具有唯一的中断号码,并由操作系统内核中的中断向量表调用。
聪明的操作系统可以优化IRQ的使用,使系统能够在及时处理中断请求的同时仍然保持高效工作。在许多可编程设备中,IRQ掌握了设备的许多工作细节和最佳工作方式。操作系统内核和软件驱动程序可以使用IRQ作为内部组件来使操作系统更加智能化,并与CPU、存储器和其他硬件协同工作,运行更加高效。