中断（interrupt）

from wiki：
中断（Interrupt）是指处理器接收到来自【硬件】或【软件】的信号，提示发生了某个事件，告知CPU注意

为什么会有中断：
中断，本质上是【CPU】和【外设】的一种【异步】通信机制。这里又要提到同步/异步通信机制了。假设处理器与外部设备通信时，必须在向该设备发出指令后进行忙等待（Busy waiting），反复轮询该设备是否完成了动作并返回结果（即同步的消息通信机制），就会造成大量处理器周期被浪费。更合理的是异步机制：CPU向设备发出指令后，继续执行接下来的其他指令，而外设完成指令执行时通过发送中断信号来主动通知CPU，CPU拿到结果后再继续切换回原来的上下文处理。中断实际上就是【CPU】和【外设】的一种【异步】通信机制，现在被用于CPU外部与内部紧急事件的处理、机器故障的处理、时间控制等多个方面

中断的实现：CPU对中断信号的轮询，或者说CPU在监听中断信号
当有设备事件发生，设备会设置CPU的中断引脚来触发一次中断。不同的事件对应不同的中断类型，如a中断拉高，告诉CPU该写了；b中断拉高，告诉CPU可以读了。在每个CPU时钟周期的末尾，CPU会去检测那个中断信号位是否有中断信号到达。如果有，则会根据中断优先级决定是否要暂停当前执行的指令，转而根据中断向量表去执行处理中断的指令。（就是CPU 层面对中断信号的轮询）

问题1:前面说过，CPU和外设通信时忙等待会浪费CPU周期，忙等待就是对设备状态的轮询。而中断本质上也是轮询，为什么中断不浪费CPU周期呢？
因为CPU每个时钟周期轮询一次中断信号，这个时钟周期的其他时间片CPU是可以执行其他指令的，而不是向忙等待一样每个时间点都在轮询其他啥也不干

问题2: 都是轮询，为什么忙等待是同步通信，而中断是异步通信呢？中断也需要轮询中断信号啊
这和问题1实际上是同质的。同步通信是【主动轮询】；异步通信是被动接受通知，也就是【监听通知】，而监听的实现还是轮询。虽然都是轮询，但轮询的方式不同。对于前者，CPU只做一件事，就是一直轮询好了吗好了吗；对于后者，CPU是周期性地轮询，整个节奏是：【干活-看下好了吗-干活-看下好了吗-干活-看下好了吗...】。这看起来就是异步模式了

常见应用

中断的典型应用包括系统时钟、磁盘输入输出操作、断电信号以及软件自陷等。

• 系统时钟通过一个计数器（多基于某种振动频率）定期向CPU发出中断，CPU通过专门的时钟中断处理程序来保持计时。Clock or timer interrupts are interrupts from your timers present on your board. These timers are configured during board initialization where you can define the interrupt period. Timer/clock interrupts are often used for scheduling. These interrupts invoke the scheduler and it may switch the currently executing thread/process to another by saving the current context and loading another one.
  现代操作系统对系统时钟的另一个主要应用是为进程切换提供时机。一旦时钟中断发生，程序计数器会被自动压栈，而此时操作系统就有机会将程序状态及内存映像转存至别处，并调用进程调度程序来选择下一个进程，并将其进程状态，包括程序计数器，导入寄存器。这样下一个程序就可以运行。应注意进程调度程序的调度时机不止于时钟中断。
• 磁盘中断标识某个磁盘设备完成了数据的发送／接收。磁盘中断发生后，等待这个中断的进程可以（但未必，这取决于进程调度程序当时的判断）继续执行。
• 断电中断指示计算机能源即将丧失，计算机可以相应中断程序作有序的关机处理。