1. linux操作系統中斷、異常和系統調用
中斷、異常與系統調用在操作系統中扮演關鍵角色,這里簡要概述,供復習之用。
中斷與異常概念緊密相連,中斷一詞泛指改變處理器執行指令順序的現象,通常與CPU晶元內部或外部硬體產生的信號相關。具體而言,中斷分為外部中斷與內部中斷兩大類。
外部中斷,包括可屏蔽中斷與不可屏蔽中斷。前者如鍵盤、滑鼠事件,不影響系統運行,可暫時忽略;後者則涉及嚴重錯誤,如NMI(Non-Maskable Interrupt)信號,若未處理可能導致系統崩潰。
內部中斷則分為軟中斷與異常。系統調用即一種軟中斷,通常通過執行「int 0x80」指令引發,實現由用戶態進入內核態。軟中斷更多涉及匯編編程。異常則指程序運行中出現的錯誤,如除數為零等。
中斷描述符表(IDT)是存儲中斷處理程序入口的關鍵結構。在保護模式下,中斷與異常以向量形式存儲於IDT中,每個向量8位元組大小,記錄許可權位與處理程序地址。在系統啟動時初始化IDT,Linux通常將0-31個向量用於非屏蔽中斷、異常與部分中斷處理。
IDT包含任務門、中斷門、系統門、陷阱門、任務門五類,對應不同中斷與異常處理需求。系統調用通過查找eax寄存器中的子功能號及子功能表執行對應服務程序。狹義中斷則涉及硬體設備控制器通過IRQ信號提出中斷請求,並在內核注冊中斷處理程序。中斷描述符提供中斷處理程序入口,執行中斷處理流程,包括保存中斷向量號與上下文,執行中斷服務常式。
綜上所述,中斷、異常與系統調用在操作系統中發揮重要作用,確保系統穩定運行並高效響應外部事件與內部錯誤。