系统调用与中断的关系

系统调用与中断的关系

1.中断

课本中“中断”的定义：所谓中断，是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或由程序的预先安排引起CPU暂停正在运行程序，而转到为内部/外部事件或为预先安排事件服务的程序中去。服务完毕，再返回去继续执行被暂停的程序。

中断可分为三类，第一类是由CPU外部引起的，称作中断，如I/O中断、时钟中断、控制台中断等。第二类是来自CPU的内部事件或程序执行中的事件引起的过程，称作异常，如由于CPU本身故障（电源电压低于105V或频率在47～63Hz之外）、程序故障（非法操作码、地址越界、浮点溢出等）等引起的过程。第三类由于在程序中使用了请求系统服务的系统调用而引发的过程，称作“陷入”(trap,或者陷阱)。前两类通常都称作中断，它们的产生往往是无意、被动的，而陷入是有意和主动的。

2.系统调用

所谓系统调用，就是内核提供的、功能十分强大的一系列的函数。这些系统调用是在内核中实现的，再通过一定的方式把系统调用给用户，一般都通过门(gate)陷入(trap)实现。系统调用是用户程序和内核交互的接口。

操作系统的主要功能是为应用程序的运行创建良好的环境，为了达到这个目的，内核提供一系列具备预定功能的多内核函数，通过一组称为系统调用的（system call)的接口呈现给用户。系统调用把应用程序的请求传给内核，调用相应的的内核函数完成所需的处理，将处理结果返回给应用程序，如果没有系统调用和内核函数，用户将不能编写大型应用程序。

整个系统调用的过程可以总结如下：

1．执行用户程序(如:fork)

2．根据glibc中的函数实现，取得系统调用号并执行int $0x80产生中断。

3．进行地址空间的转换和堆栈的切换，执行SAVE_ALL。（进行内核模式）

4．进行中断处理，根据系统调用表调用内核函数。

5．执行内核函数。

6．执行RESTORE_ALL并返回用户模式

那么，系统调用和中断调用有什么联系和区别呢？

首先它们都是操作系统概念。中断调用是DOS操作系统中，系统调用的特殊形式而已。

系统调用，都是指操作系统的开发者，提供了许多系统的程序库，实现输入/输出等基本的功能，我们编写程序的时候就调用这些程序库，不必要自己到显示器上绘图和读取键盘端口。

在UNIX操作系统下，系统调用主要是C语言格式调用的一些函数库。比如printf和scanf函数，我们写程序的时候直接可以用，编译系统把它转变为对操作系统函数库调用的代码，目标文件可以独立运行。

在WINDOWS系统，系统调用主要是以一系列的DLL、EXE文件方式给出，比如USER32.DLL、NTDLL.DLL等，编写程序的时候可以直接调用里面的GETDC等函数库。

在DOS系统下，操作系统不以函数库形式提供系统调用，而是把整个操作系统的所有代码都LOAD到内存里面，把相关系统调用功能安装到中断接口里面，我们写的程序需要调用的时候，调用相应的中断。比如打开文件等操作，就调用INT 21