系统调用与中断：操作系统安全与效率的关键

本资源主要介绍了叶保留的实用操作系统的第五章，详细探讨了系统调用、中断处理以及它们在操作系统中的关键作用。章节内容包括： 1. **系统调用基础**： - 系统调用是用户态进程中访问内核的桥梁，位于用户空间和硬件设备之间，提供了一组接口供用户进程与内核交互。 - 它是用户态到内核态切换的重要机制，允许用户应用程序执行特定任务，如设备操作、系统服务请求。 2. **系统调用与操作系统安全**： - 操作系统通过保护模式区分内核态和用户态，确保只有授权的系统调用可以被调用，如Linux中只开放给应用程序的4个中断号。 - 对于未授权的操作，如试图直接访问内核代码，会导致保护异常，强化了系统的稳定性和安全性。 3. **系统调用与API和库函数**： - 应用程序接口（API）包括系统调用在内，为用户提供服务，如数学函数。 - 库函数通常封装了多个系统调用，简化了编程，隐藏了底层复杂性。 4. **系统调用设计原则**： - 数据获取和安全是设计考虑的关键：系统调用用于获取内核数据，比如中断和系统时间，且内核服务更安全。 - 为了提高效率，核心空间内的服务执行速度更快，无需用户空间与内核间的频繁数据交换。 5. **应用程序与系统调用的交互**： - 封装例程将系统调用包装成应用程序可以直接使用的函数，降低了编程复杂度。 6. **系统调用执行流程**： - 用户进程发起系统调用时，先通过`system_call`总控程序，然后由`sys_call_table`调用相应的系统服务例程。 7. **中断处理**： - 包括中断处理、软中断(tasklet)和工作队列，这些机制在系统响应外部事件和内部调度时起到重要作用。 这一章深入剖析了系统调用的内在逻辑，以及它如何与中断、权限控制和编程接口相互配合，为理解操作系统内部运作提供了重要视角。