软中断的概念

Posted 2023-03-16

参考技术A

软中断是利用硬件中断的概念，用软件方式进行模拟，实现宏观上的异步执行效果。很多情况下，软中断和信号有些类似，同时，软中断又是和硬中断相对应的，硬中断是外部设备对CPU的中断，软中断通常是硬中断服务程序对内核的中断，信号则是由内核（或其他进程）对某个进程的中断（《Linux内核源代码情景分析》第三章）。
软中断是linux系统原“底半处理”的升级，在原有的基础上发展的新的处理方式，以适应多cpu 、多线程的软中断处理。
软中断是实现系统API函数调用的手段
函数调用时将返回地址和CPU状态寄存器内容压栈，函数执行完毕后出栈返回断点继续执行。
软中断调用时将返回地址和CPU状态寄存器内容压栈，修改特权级，根据中断号查找中断向量表，找到ISR中断服务例程地址，跳转执行。
综上，函数调用和软中断调用的区别是，软中断多了修改特权级和查找中断向量表的功能，其他部分完全一样。
一般，系统程序由软件公司实现且不开源，你无法知道系统API函数的偏移地址，而且你写的应用程序和软件公司提供的系统程序是完全分开的，编译器无法将二者链接在一起，同时，系统程序需要核心态特权才能运行，此时用函数调用的办法是无法调用系统API函数的。解决这个问题的方法是使用软中断，当应用程序需要调用API时，就先设置功能号(如AX=0H)，然后触发软中断(如INT 80H)。系统程序设置好中断向量表。这样，应用程序就可以间接找到系统API了。
有了软中断，就可以实现应用程序的动态加载。就像WINDOWS/Linux那样，应用程序和系统程序分别开发，不在一起编译连接，应用程序通过软中断调用系统提供的功能。