首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往

Linux下CPU如何切换到中断栈

在Linux下,CPU切换到中断栈是通过中断处理程序来实现的。中断处理程序是一段特殊的代码,用于响应硬件中断或软件中断。当发生中断时,CPU会暂停当前正在执行的任务,保存当前的上下文,并切换到中断栈来执行中断处理程序。

中断栈是为了处理中断而专门分配的一块内存区域,用于保存中断处理程序执行过程中的临时数据和上下文信息。它通常位于内核空间,与用户空间的栈是分开的。

CPU切换到中断栈的过程如下:

  1. 当发生中断时,CPU会暂停当前正在执行的任务,并保存当前的上下文信息,包括程序计数器(PC)、寄存器值等。
  2. CPU会根据中断向量表(Interrupt Vector Table)中的中断向量号,找到对应的中断处理程序的入口地址。
  3. CPU将当前的上下文信息保存到内核栈中,以便在中断处理程序执行完毕后能够恢复。
  4. CPU切换到中断栈,并开始执行中断处理程序。
  5. 中断处理程序执行完毕后,CPU会从内核栈中恢复之前保存的上下文信息,包括程序计数器(PC)、寄存器值等。
  6. CPU切换回之前被中断的任务,并恢复其上下文信息。

中断栈的切换过程是由操作系统内核完成的,开发者通常无需直接操作中断栈。在Linux系统中,中断处理程序由内核提供,并通过注册中断处理函数的方式来实现。开发者可以通过编写自己的中断处理函数,并将其注册到相应的中断向量号上,以实现对特定中断的处理。

腾讯云提供了一系列云计算相关的产品,如云服务器、云数据库、云存储等,可以满足用户在云计算领域的需求。具体产品介绍和相关链接地址可以参考腾讯云官方网站:https://cloud.tencent.com/

页面内容是否对你有帮助?
有帮助
没帮助

相关·内容

  • 程序员的自我修养 - 系统调用及原理

    系统调用原理 现代的CPU常常可以在多种不同的特权级执行命令,在现在的操作系统中,通常有两种特权级,分为用户模式和内核模式,也称用户态和内核态。...用户态的程序如何运行内核态的代码呢?操作系统一般是通过中断来从用户态切换到内核态。中断是一个硬件或者软件发出请求,请求CPU暂停当前的工作去处理更加重要的事情。...切换堆栈 在实际执行中断向量表中的第0x80号元素所对应的函数之前,CPU首先还要进行栈的切换。在Linux中,用户态和内核态使用不同的,两者各自负责各自的函数调用,互不干扰。...但是在程序调用 0x80号中断时,程序的执行流程从用户态切换到内核态,这时候程序的当前必须也从用户换到内核。返回时同理。...所以,将当前由用户换到内核的实际行为就是: 保存当前ESP,SS的值 将ESP,SS的值设置成内核的值 当0x80寄存器发生的时候,CPU除了进入内核态以外,还会自动完成以下几件事: 找到当前进程的内核

    49120

    1.内核态与用户态

    3.回用户态:内核态执行完之后,切换用户态。 备注:这样操作的好处在于用户态的程序就不能随意操作1内核地址空间,具有一定的安全保护作用。 二、操作系统区分内核和用户态的原因 1....而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现 2.异常:当CPU在执行运行在用户态的程序时,发现了某些事件不可知的异常,这是会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中...外围设备的中断:当外围设备完成用户请求的操作之后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条将要执行的指令转而去执行中断信号的处理程序,如果先执行的指令是用户态的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了有用户态到内核态的切换...很多程序开始时运行于用户态,但在执行的过程中,一些操作需要在内核权限才能执行,这就涉及到一个从用户态切换到内核态的过程。...使用ss0和esp0指向的内核将当前进程的cs,eip,eflags,ss,esp信息保存起来, 这个过程也完成了由用户找到内核的切换过程,同时保存了被暂停执行的程序的下一条指令。 3.

    1.5K20

    基于int的Linux的经典系统调用实现

    用户态要切换到内核态,操作系统一般是通过中断来完成 3,  Linux使用0x80中断作为系统调用的入口,Windows采用0x2E号中断作为系统调用入口 4,  中断是一个硬件或软件发出的请求,要求CPU...4,  用户调用某个系统调用,执行到int $0x80时,会保存现场以便恢复,接着将特权状态切换到内核态,然后CPU便会查找中断向量表中的第0x80号元素。...5,  切换堆栈: (1)       在执行中断处理函数之前,CPU首先还要进行栈的切换。 (2)       在Linux中,用户态和内核态使用的是不同的,两者各自负责各自的函数调用。...(3)       调用0x80中断时,程序执行流程从用户态切换到内核态,当前也必须相应的从用户换到内核。...,程序的流程就切换到中断向量表中记录0x80号中断处理程序,Linux内部的i386中断服务流程如图 ?

    1.3K90

    性能测试必备知识(5)- 深入理解“CPU 上下文切换”

    回答 硬件通过触发信号,会导致中断处理程序的调用,也是一种常见的任务 所以,根据任务的不同,CPU 的上下文切换可以分为不同的场景 进程上下文切换 线程上下文切换 中断上下文切换 系统调用 Linux...然后再切换回用户空间,继续运行进程 总结下 一次系统调用的过程,其实发生了两次 CPU 上下文切换【用户态内核态,内核态再回用户态】 系统调用过程中,并不会涉及到虚拟内存等进程用户态的资源,也不会切换进程...保存上下文和加载上下文的过程需要内核在 CPU 上运行才能完成 进程上下文切换如何影响系统性能?...根据 Tsuna 的测试报告,每次上下文切换都需要几十纳秒到数微秒的 CPU 时间 这个时间还是略大的,特别是在进程上下文切换次数较多的情况,很容易导致 CPU 将大量时间耗费在寄存器、内核以及虚拟内存等资源的保存和恢复上...如何挑选进程来运行?

    99620

    用户态和内核态切换开销_进程切换在用户态还是内核态

    其实系统调用本身就是中断,但是软件中断,跟硬中断不同。系统调用机制是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现,如 Linux 的 int 80h 中断。...异常:如果当前进程运行在用户态,如果这个时候发生了异常事件,会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关进程中 外围设备中断:外围设备完成用户请求的操作之后,会向CPU发出中断信号,这时CPU会转去处理对应的中断处理程序...代价何在 当发生用户态到内核态的切换时,会发生如下过程(本质上是从“用户程序”切换到“内核程序”) 设置处理器至内核态。 保存当前寄存器(指针、程序计数器、通用寄存器)。...如何避免频繁切换 用户态和内核态之间的切换有一定的开销,如果频繁发生切换势必会带来很大的开销,所以要想尽一办法来减少切换。这也是面试常考的问题。...下面解释一原因 用户进程缓冲区 你看一些程序在读取文件时,会先申请一块内存数组,称为buffer,然后每次调用read,读取设定字节长度的数据,写入buffer。

    2.6K10

    Linux从头学03:如何告诉 CPU,代码段、数据段、段在内存中什么位置?

    我们之所以能够这么做,是因为 CPU 通过以上几个寄存器,让我们这样的“安排”称为一种可能。...一句话总结:CPU 将内存中的某个段的内容当做代码,是因为 CS:IP 指向了那里;CPU 将某个段当做,是因为 CS:SP 指向了那里。...还有一点需要提醒一: 在上述描述的文字中,我都会标明一个机制或者策略,它是由 x86 平台提供的,还是由 Linux 操作系统提供的。...假设把第一个数据入时(eg: 先执行 mov ax, 1234h,再执行 push ax),CPU 要做的事情是: 先执行 SP = SP - 2,此时 SS:SP 指向 1000:001E,然后再把...我们再来对比一Linux系统中编译、链接的基石-ELF文件:扒开它的层层外衣,从字节码的粒度来探索》中列出的 ELF 可执行文件中的入口地址,它与上面 8086 的 start 标号代表的入口地址

    2.3K40

    关于用户态和内核态的理解和认识_计算机内核态和用户态

    而究竟加载了哪些代码,如何加载就是和操作系统密切相关了。...也就是说在Unix/Linux系统中,一条工作在0级特权级的指令具有了CPU能提供的最高权力,而一条工作在3级特权级的指令具有CPU提供的最低或者说最基本权力。...异常 当CPU在执行运行在用户态的程序时,发生了某些事先不可知的异常,这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态,比如缺页异常。 c....外围设备的中断 当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了由用户态到内核态的切换...关于中断处理机制的细节和步骤这里也不做过多分析,涉及到由用户态切换到内核态的步骤主要包括: [1] 从当前进程的描述符中提取其内核的ss0及esp0信息。

    43530

    线程的用户态和内核态_缺页发生在用户态还是内核态

    而究竟加载了哪些代码,如何加载就是和操作系统密切相关了。...而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户 特别开放的一个中断来实现,例如Linux的int 80h中断。 b....异常 当CPU在执行运行在用户态的程序时,发生了某些事先不可知的异常,这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态,比如缺页异常。 c....外围设备的中断 当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会 暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了由用户态到...关于中断处理机制的细节和步骤这里也不做过多分析,涉及到由用户态切换到内核态 的步骤主要包括: [1] 从当前进程的描述符中提取其内核的ss0及esp0信息。

    1.3K20

    线程用户态和内核态

    而究竟加载了哪些代码,如何加载就是和操作系统密切相关了。...而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户 特别开放的一个中断来实现,例如Linux的int 80h中断。 b....异常 当CPU在执行运行在用户态的程序时,发生了某些事先不可知的异常,这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态,比如缺页异常。 c....外围设备的中断 当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会 暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了由用户态到...关于中断处理机制的细节和步骤这里也不做过多分析,涉及到由用户态切换到内核态 的步骤主要包括: [1] 从当前进程的描述符中提取其内核的ss0及esp0信息。

    99830

    用户态和内核态的区别线程切换_用户空间和内核空间的区别

    大家好,又见面了,我是你们的朋友全君。 内核态:cpu可以访问内存的所有数据,包括外围设备,例如硬盘,网卡,cpu也可以将自己从一个程序切换到另一个程序。...而究竟加载了哪些代码,如何加载就是和操作系统密切相关了。...异常 当CPU在执行运行在用户态的程序时,发生了某些事先不可知的异常,这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态,比如缺页异常。 c....外围设备的中断 当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了由用户态到内核态的切换...关于中断处理机制的细节和步骤这里也不做过多分析,涉及到由用户态切换到内核态的步骤主要包括: [1] 从当前进程的描述符中提取其内核的ss0及esp0信息。

    1.2K20

    操作系统用户态和内核态之间的切换过程是什么_用户进程从用户态切换到内核态

    而究竟加载了哪些代码,如何加载就是和操作系统密切相关了。...也就是说在Unix/Linux系统中,一条工作在0级特权级的指令具有了CPU能提供的最高权力,而一条工作在3级特权级的指令具有CPU提供的最低或者说最基本权力。...异常 当CPU在执行运行在用户态的程序时,发生了某些事先不可知的异常,这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态,比如缺页异常。 c....外围设备的中断 当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态的程序...关于中断处理机制的细节和步骤这里也不做过多分析,涉及到由用户态切换到内核态的步骤主要包括: [1] 从当前进程的描述符中提取其内核的ss0及esp0信息。

    2.3K20

    内核态和用户态的区别

    而究竟加载了哪些代码,如何加载就是和操作系统密切相关了。...也就是说在Unix/Linux系统中,一条工作在0级特权级的指令具有了CPU能提供的最高权力,而一条工作在3级特权级的指令具有CPU提供的最低或者说最基本权力。...异常 当CPU在执行运行在用户态的程序时,发生了某些事先不可知的异常,这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态,比如缺页异常。 c....外围设备的中断 当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了由用户态到内核态的切换...关于中断处理机制的细节和步骤这里也不做过多分析,涉及到由用户态切换到内核态的步骤主要包括: [1] 从当前进程的描述符中提取其内核的ss0及esp0信息。

    2.2K20

    Linux操作系统分析复习

    Linux操作系统分析复习 一、“操作系统是如何工作的”理解 二、系统调用工作机制的理解 三、Linux系统的执行过程的理解 四、文件系统注册 五、文件系统 5.1 课件 5.2 视频 5.3 VFS...五、中断 一、“操作系统是如何工作的”理解 OS的正常工作依赖于存储程序原理、堆栈、中断三个部分。...由CPU和内核堆栈保存当前进程的各寄存器信息(CPU要做两件工作,一是将当前的eip和esp压入到当前进程的内核,二是将esp指向当前进程的内核,并将eip指向中断处理入口,进入到内核态。)...双向链表 为了避免一从根文件目录开始,定义了工作/当前目录 硬连接:一个文件名代表了到对应文件的一个硬连接,允许一个文件拥有多个有效路径名(ln,不允许用户创建且需要在同一个文件系统)。...三层结构: 五、中断 中断信号:中断、异常 CPU与内存通过总线连接。

    76950

    操作系统进程的实现---中---05

    ---- 核心级线程的两套,核心是内核… 先来回顾一内核级线程切换的两套: 中断(磁盘读或者时钟中断) 调用schedule完成切换 调度算法获取下一个线程的TCB,然后调用switch_to...---- 这里先来看一中断返回,即执行完_schedule函数后,执行的ret_from_sys_call 恢复现场,将保存的相关寄存器状态从中弹出 此时esp指向的,已经不是原内核级线程对应的了...,已经压入中的参数是在创建线程前,放入的相关寄存器和用户状态 ret保存的是eip,而这里保存的eip是执行int 0x80时,压入中的,eip是int 0x80一条指令,即mov res,%...首先,将当前父进程的eip和cs放在tss中,说明子进程一会如果执行的话,会从父进程在中断进入内核态时,压入中的eip和cs处开始执行 然后eax设置为了0,这一点很重要 因为linux 0.11...状态都初始化好 通过内核完成切换 如果是通过内核完成内核级线程的切换,在具体切换时,只需要切换TCB即可,因为在进入中断的时候,就已经将当前各种寄存器的状态压入了内核中,相当于用内核保存CPU

    88360

    内核态和用户态的区别_会导致用户进程用户态到内核态

    2、用户态和内核态的转换 用户态切换到内核态的3种方式:a.系统调用 b.异常 c.外围设备的中断 a.系统调用 这是用户进程主动要求切换到内核态的一种方式,用户进程通过系统调用申请操作系统提供的服务程序完成工作...(软中断) b.异常 当CPU在执行运行在用户态的程序时,发现了某些事件不可知的异常,这是会触发由当前运行进程切换到处理此 异常的内核相关程序中,也就到了内核态,比如缺页异常(硬中断)。...c.外围设备的中断 当外围设备完成用户请求的操作之后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条将要执行的指令 转而去执行中断信号的处理程序,如果先执行的指令是用户态的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了有...比如硬盘读写操作完成,系统会切换到硬盘读写的中断处理程序中执行后续操作等。...,类似的还有缺页中断它们所对应的中断号是不同的 注释:在c语言中如何返回返回值:如果返回值小于四个字节通过eax寄存器带出 若在4-8之间用eax和ecx带出 大于8通过生成临时对象或者变量带出 版权声明

    87730

    进程在用户态和内核态的区别

    当进程在用户空间运行时,CPU寄存器里面的内容是用户堆栈地址,使用用户    当进程在内核空间时,CPU寄存器里面的内容是内核空间地址,使用内核。...运行在用户态的程序不能直接访问操作系统内核数据结构和程序   系统中执行的程序大部分时间运行在用户态,在其需要操作系统帮助完成某些它没有权力和能力完成的工作时就会切换到内核态。    ...而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现,例如Linux的int 80h中断。     ...2.异常     当CPU在执行运行在用户态的程序时,发生了某些事先不可知的异常,这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态,比如缺页异常。     ...3.外围设备的中断     当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态的程序

    81710
    领券