Interrupt Service Routines
x86体系结构是一个中断驱动的系统。 外部事件触发中断 - 中断正常控制流，并调用中断服务例程(ISR-Interrupt Service Routine)。
这样的事件可以由硬件或软件触发。 硬件中断的一个例子是键盘： 每按一次键，键盘就会触发IRQ1(中断请求1)，并调用相应的中断处理程序。 定时器和磁盘请求完成是硬件中断的其他可能来源。
软件驱动的中断由int操作码触发； 例如，MS-DOS提供的服务由触发 INT 21h的软件调用，并在CPU寄存器中传递适用的参数。
为了让系统知道当某个中断发生时调用哪个中断服务例程，当您处于 保护模式 时，ISR的偏移量存储在 中断描述符表-Interrupt Descriptor Table 中， 或者在实模式下的中断向量表中。
ISR由CPU直接调用，并且用于调用ISR的协议不同于调用C函数那样的调用。 最重要的是，ISR必须以 iret 操作码 (或 iretq 在长模式下-是的，即使是使用intel语法) 结束，而通常的C函数以 ret 或 ret 结尾。 这个显而易见但却错误的解决方案导致了操作系统程序员中最“流行”的错误之一：三重故障（triple-fault）。
调用处理程序的时间
x86
当CPU调用中断处理程序时，CPU将这些值按以下顺序推送到堆栈上:
EFLAGS -> CS -> EIP
CS值用两个字节填充，形成一个双字（doubleword）。
如果门类型不是陷阱门，CPU将清除中断标志。 如果中断是异常，则CPU会将错误代码作为双字推送到堆栈上。
CPU将把相关IDT描述符中的段选择器值加载到CS中。
x86-64
当CPU调用中断处理程序时，它会将RSP寄存器中的值更改为IST中指定的值，如果没有，堆栈将保持不变。 到新堆栈上，CPU按以下顺序推送这些值:
SS:RSP (original RSP) -> RFLAGS -> CS -> RIP
CS被填充成一个四字（quadword）。
如果中断是从不同的Ring调用的，则SS设置为0，表示空选择器。 CPU将修改RFLAGS寄存器，将TF，NT和RF位设置为0。 如果门类型是陷阱门，CPU将清除中断标志。
如果中断是异常，CPU将把一个错误代码推入堆栈，并用字节填充以形成一个四字。
CPU会将段选择器值从关联的IDT描述符加载到CS中，并检查以确保CS是有效的代码段选择器。
问题
许多人回避汇编，希望尽可能多地使用他们最喜欢的高级语言。 GCC (以及其他编译器) 允许您添加内联汇编，因此许多程序员都想编写这样的ISR:
/*如何不编写中断处理程序*/
void interrupt_handler(void)
{
asm("pushad"); /*保存寄存器。*/
/* 做点什么 */
asm("popad"); /*恢复寄存器*/
asm("iret"); /*这将是三重故障！*/
}
这行不通。 编译器不明白发生了什么。 它不理解在ASM语句之间需要保留寄存器和堆栈；优化器可能会损坏函数。 此外，编译器会在函数之前和之后添加堆栈处理代码，这与iret一起导致类似于以下内容的汇编代码:
push %ebp
mov %esp,%ebp
sub $<size of local variables>,%esp
pushad
# C code comes here
popad
iret
# “leave” 如果使用局部变量，则“pop %ebp”。
leave
ret
这将如何打乱堆栈应该是显而易见的(ebp被push，但从未pop)。 不要这样做。 相反，以下是你的选择。
解决方案
纯汇编
充分了解汇编，在其中编写中断处理程序。;-)
两阶段汇编包装
编写一个汇编包装器调用C函数来完成实际工作，然后执行iret。
/* filename: isr_wrapper.s */
.globl isr_wrapper
.align 4
isr_wrapper:
pushad
cld /* sysV ABI后面的C代码要求在函数输入时清除DF* /
call interrupt_handler
popad
iret
/* 文件名：interrupt_handler.c*/
void interrupt_handler(void)
{
/* 做点什么 */
}
特定于编译器的中断指令
某些处理器的一些编译器具有允许您声明例程中断、提供#pragma中断或专用宏的指令。 Clang 3.9，Borland C，Watcom C/C，Microsoft C 6.0和免费Pascal编译器1.9.* 以上和GCC提供这一点。 Visual C++提供了一个替代的Naked Functions
Clang
从版本3.9开始，它支持x86/x86-64目标的中断属性。
struct interrupt_frame
{
uword_t ip;
uword_t cs;
uword_t flags;
uword_t sp;
uword_t ss;
};
__attribute__ ((interrupt))
void interrupt_handler(struct interrupt_frame *frame)
{
/* do something */
}
Borland C
/* Borland C */
void interrupt interrupt_handler(void)
{
/* do something */
}
Watcom C/C++
/* Watcom C/C++ */
void _interrupt interrupt_handler(void)
{
/* do something */
}
Naked Functions
有些编译器可以用来制作中断例程，但需要您手动处理堆栈和返回操作。 这样做需要在没有尾声或序言的情况下生成函数。 这称为使函数naked -这是在Visual C中通过将属性 “_ declspec(naked)” 添加到函数来完成的。 您需要验证是否包含返回操作（如“iretd”），因为这是尾声的一部分，编译器现在已被指示不包含该操作。
如果您打算使用局部变量，则必须按照编译器期望的方式设置堆栈帧；但是，由于ISR是不可重入（non-reentrant）的，您可以简单地使用静态变量。
Visual C++
Visual C还提供了 __LOCAL_SIZE汇编程序宏，它会告知您堆栈上的对象需要多少空间用于函数。
/* Microsoft Visual C++ */
void _declspec(naked) interrupt_handler()
{
_asm pushad;
/* do something */
_asm{
popad
iretd
}
}
GCC / G++
在线文档说，通过使用GCC的函数属性，他们增加了使用__attribute__((interrupt))在C接口中编写中断处理程序的能力。 所以替代如下做法：
/* 黑魔法-强烈不推荐!*/
void interrupt_handler() {
__asm__("pushad");
/* do something */
__asm__("popad; leave; iret"); /*黑魔法*/
}
你可以有正确的(GCC)形式：
struct interrupt_frame;
__attribute__((interrupt)) void interrupt_handler(struct interrupt_frame* frame)
{
/* do something */
}
GCC的文档指出，如果使用中断属性（interrupt attribute），则在x86和x86-64体系结构上将使用iret指令代替ret。 它还说，“因为GCC不保留SSE、MMX或x87状态，所以GCC选项-mgeneral regs只能用于编译中断和异常处理程序。”
黑魔法
查看上面错误的代码，跳过了正确的C函数退出代码，破坏了堆栈。 现在，考虑这个代码片段，其中手动添加退出代码：
/*黑魔法-强烈反对！*/
void interrupt_handler() {
__asm__("pushad");
/* 做点什么 */
__asm__("popad; leave; iret"); /*黑魔法*/
}
相应的输出看起来有点像这样：
push %ebp
mov %esp,%ebp
sub $<size of local variables>,%esp
pushad
# C code comes here
popad
leave
iret
leave # dead code
ret # dead code
这假设 leave 是正确的函数结束处理-您正在 “手工” 执行函数返回代码，而将编译器生成的处理保留为 “死代码”。 不用说，对编译器内部的这种假设是危险的。 这段代码可以在不同的编译器上中断，甚至可以在同一编译器的不同版本上中断。 因此，强烈不鼓励它，这里仅出于完整性而列出。
汇编Goto
自版本4.5起，GCC支持 “asm goto” 语句。 它可以用来使ISR成为返回ISR入口点正确地址的函数。