Question

首先是一些背景知识，这来自书：Linux System Programming: Talking Directly to the Kernel and C Library

信号是单向异步通知的机制。一个   信号可以从内核发送到进程，从进程到   另一个过程，或从过程到自身。

Linux内核实现了大约30个信号。

信号中断正在执行的进程，导致它停止它   正在做并立即执行预定的行动。

好的进一步，从here我将引用这部分：

在Intel系列微处理器上，例如Pentium，int 80h 是用于中断80h的汇编语言操作码。这是在典型的基于Intel的Unix系统上的系统调用中断，例如 FreeBSD的。它允许应用程序员获得系统服务来自Unix内核。

我真的无法在脑海中建立联系。所以当我例如使用

时

write

在Posix中定义的方法，当它被编译成程序集时，然后进一步组装成目标代码并链接到运行Linux的给定体系结构中的可执行文件.... 系统调用是对的？

我假设编译后的代码看起来像这样：

mov eax,4 ;code for system_write
mov ebx,1 ;standard output
mov ecx, memlocation; memlocation is just some location where a number of ascii is present
mov edx, 20; 20 bytes will be written

int 80h;

好的，我的问题正是在这一点上。 int 80h会向内核发送信号/中断内核吗？内核只是一个进程吗？（它是init进程吗？）当cpu执行 int 80h 时，究竟发生了什么？寄存器已经充满了信息，（在我的例子中是eax，ebx，ecx和edx ..），但这些信息是如何使用的？

我无法完成CPU之间的连接 - 内核以及CPU执行int 80h时的确切操作。

我可以想象一些代码驻留在内存中某处，实际上将所需信息发送到设备驱动程序但该代码属于哪个进程？（我假设内核但内核只是一个进程？）int 80h指令如何跳转到该代码？是Linux必须以某种方式实现的吗？

Answer 1

内核只是一个进程吗？（它是init进程吗？）

内核是一个神奇的野兽。这不是一个过程。内核没有你可以参考的PID。

首先，值得说明的是（尽管很明显）指令在处理器上运行：因此，int 80h由处理器执行。

有一种叫做Interrupt Request Handler的东西。它们在某种程度上类似于函数指针。处理器有一个中断处理程序表。该表称为Interrupt Descriptor Table（又名IDT），并且是系统范围的（即，并非每个进程都拥有它自己的表）。我相信这个表在首次启动时由内核填充。

那么，执行int 80会发生什么？

处理器在环3保护级别（进程的正常级别）运行。有关响铃级别的详细信息，请参阅this。
处理器将切换到响铃0，即内核模式。在此模式下，禁用硬件保护。这意味着从现在开始执行的代码可以做任何想做的事情。在物理内存中写入，重写中断描述符表等
处理器将跳转到80h中断的中断描述符表中的代码。 IDT每次中断的可用空间非常小。这就是为什么这段代码通常会在其他地方再次跳转。
上一次跳转将处理器放入专用于处理int 80h的内核例程中。处理器不再运行您的流程＆＃39;代码，但它现在正在运行内核代码。
内核可以检查寄存器和内存，并确定触发中断的原因。它将理解您要执行系统调用write。
内核代码将再次跳转，这次是在处理write的例程中。内核将运行write。
内核完成了运行其代码。它告诉处理器返回到3级保护级别，然后恢复您的进程。
用户空间流程（又称您的流程）恢复。

Answer 2

当CPU执行INT 80h指令时，该CPU上当前运行的进程是普通用户进程。作为处理该指令的结果，CPU从用户模式切换到内核模式。这个过程并没有改变。当前进程仍然是普通的用户进程，它现在刚刚在内核模式下执行。处于内核模式时，系统调用允许执行程序无法执行的操作。然后内核代码执行实现系统调用所需的任何操作并执行IRET指令。导致CPU切换回用户模式并按照INT 80h指令开始执行代码。

注意，如果内核模式代码需要足够长的时间来执行，特别是如果它阻塞，则调度程序可以启动并切换CPU以运行不同的进程。在这种情况下，内核模式代码必须等待机会完成其工作。

在内核中花费的大部分CPU时间都是这样的，在进行系统调用的进程的上下文中执行系统调用。在内核中花费的大部分时间都是处理硬件中断。（注意，INT 80h是软件中断。）在这种情况下，中断在当时正在运行的任何进程的上下文中运行。中断例程执行为生成中断的硬件设备提供服务所需的任何操作，然后返回。

虽然内核为自己创建了一些特殊的进程，但这些进程具有非常专业的任务。没有主要的内核进程。 init进程尤其不是内核进程，它只是一个普通的用户进程。

Answer 3

根据要求回答您的问题。我建议参考书籍linux编程接口第44页.owerever简短答案如下。好的，我的问题正是在这一点上。 int 80h会向内核发送信号/中断内核吗？

No int 80h不会向内核发送任何信号，而是中断表中的条目

内核只是一个进程吗？（它是init进程吗？）

没有。现在，unix内核是一组威胁（称为本机线程），可以有3种不同类型的进程内核映射。

当cpu执行int 80h时，到底发生了什么？寄存器已经充满了信息，（在我的例子中是eax，ebx，ecx和edx ..），但这些信息是如何使用的？

int 80h是一个陷阱指令，它将环境从用户转换到内核模式％eax包含要在内核模式下运行的写入的系统调用号。所有其他寄存器的内容存储在存储器中，以便在返回用户模式时存储我不能完全建立CPU之间的连接 - 内核以及CPU执行int 80h时的确切操作。

80h是CPU的陷阱，它将环境从用户更改为内核并将寄存器保存到内存。这意味着CPU帮助内核做有效的事情。

我可以想象一些代码驻留在内存中某处，实际上将所需信息发送到设备驱动程序但该代码属于哪个进程？（我假设内核但内核只是一个进程？）int 80h指令如何跳转到该代码？是Linux必须以某种方式实现的吗？

这里你要问的是设备驱动程序。驱动程序功能与系统调用处理不同。 int 80h不适用于驱动程序。

int 80h是否会中断内核进程？

3 个答案: