1. linux操作系统中断、异常和系统调用
中断、异常与系统调用在操作系统中扮演关键角色,这里简要概述,供复习之用。
中断与异常概念紧密相连,中断一词泛指改变处理器执行指令顺序的现象,通常与CPU芯片内部或外部硬件产生的信号相关。具体而言,中断分为外部中断与内部中断两大类。
外部中断,包括可屏蔽中断与不可屏蔽中断。前者如键盘、鼠标事件,不影响系统运行,可暂时忽略;后者则涉及严重错误,如NMI(Non-Maskable Interrupt)信号,若未处理可能导致系统崩溃。
内部中断则分为软中断与异常。系统调用即一种软中断,通常通过执行“int 0x80”指令引发,实现由用户态进入内核态。软中断更多涉及汇编编程。异常则指程序运行中出现的错误,如除数为零等。
中断描述符表(IDT)是存储中断处理程序入口的关键结构。在保护模式下,中断与异常以向量形式存储于IDT中,每个向量8字节大小,记录权限位与处理程序地址。在系统启动时初始化IDT,Linux通常将0-31个向量用于非屏蔽中断、异常与部分中断处理。
IDT包含任务门、中断门、系统门、陷阱门、任务门五类,对应不同中断与异常处理需求。系统调用通过查找eax寄存器中的子功能号及子功能表执行对应服务程序。狭义中断则涉及硬件设备控制器通过IRQ信号提出中断请求,并在内核注册中断处理程序。中断描述符提供中断处理程序入口,执行中断处理流程,包括保存中断向量号与上下文,执行中断服务例程。
综上所述,中断、异常与系统调用在操作系统中发挥重要作用,确保系统稳定运行并高效响应外部事件与内部错误。