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Linux 系统调用与中断34
在现代操作系统中，系统调用和中断是实现计算机硬件与软件之间交互的关键机制，在 Linux 系统中也不例外。了解这些机制对于理解 Linux 操作系统的内部机制至关重要。
系统调用
系统调用是一种软件接口，允许用户空间程序请求内核执行的操作。当用户空间程序需要访问受保护的内核资源或执行系统级任务时，它会调用系统调用。系统调用通过中断机制从用户空间跳到内核空间，并由内核中的系统调用处理程序处理。
Linux 系统提供了数百个系统调用，它们涵盖了广泛的操作，包括：文件系统操作
进程管理
内存管理
网络通信
例如，当一个程序想要读取文件时，它会调用 read 系统调用，该系统调用将导致从用户空间跳到内核并在目标文件的相关数据结构上执行读取操作。
中断
中断是硬件事件触发的特殊机制，例如：键盘输入
网络数据包接收
时钟滴答
当发生中断时，处理器会暂时停止正在执行的指令，并跳转到一个预定义的内存位置，称为中断向量表。中断向量表包含指向中断处理程序的指针，该处理程序旨在处理特定的中断类型。
在 Linux 中，中断处理程序通常是内核模块的一部分。当中断发生时，内核会调用适当的中断处理程序来处理该事件。例如，当一个键被按下时，键盘中断处理程序将被调用来读取按键信息并将其存储在内核缓冲区中。
系统调用与中断之间的关系
系统调用和中断虽然不同，但它们紧密相关。当一个程序执行系统调用时，它通过软件触发一个中断，该中断将控制权从用户空间转移到内核空间。内核中的系统调用处理程序然后处理系统调用请求并返回到用户空间。
相反，当发生硬件事件时，中断会自动触发。中断处理程序通常会调用一个或多个系统调用来处理该事件。
中断和异常
值得注意的是，中断和异常在 Linux 中是不同的概念。中断是由外部事件触发的，而异常是由应用程序执行错误触发的。异常通常是由于非法内存访问、除以零或其他程序错误引起的。
系统调用和中断是 Linux 操作系统中实现用户空间程序和内核之间交互的关键机制。系统调用允许用户空间程序请求内核执行操作，而中断允许硬件事件异步通知内核。了解这些机制对于理解 Linux 操作系统的内部工作原理非常重要。
2024-10-29
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