I/O：系统调用

内核态

用户空间：用户代码、用户堆栈

内核空间：内核代码、内核调度程序、进程描述符（内核堆栈、thread_info 进程描述符）

• 进程描述符和用户的进程是一一对应的
• SYS_API 系统调用：如 read、write，系统调用就是 0X80 中断
• 进程描述符 pd：进程从用户态切换到内核态时，需要保存用户态时的上下文信息在 PCB 中
• 线程上下文：用户程序基地址，程序计数器、cpu cache、寄存器等，方便程序切回用户态时恢复现场
• 内核堆栈：**系统调用函数也是要创建变量的，**这些变量在内核堆栈上分配

80中断

在用户程序中调用操作系统提供的核心态级别的子功能，为了系统安全需要进行用户态和内核态转换，状态的转换需要进行 CPU 中断，中断分为硬中断和软中断：

• 硬中断：如网络传输中，数据到达网卡后，网卡经过一系列操作后发起硬件中断

• 软中断：如程序运行过程中本身产生的一些中断

• 发起 0X80 中断

• 程序执行碰到除 0 异常

系统调用 system_call 函数所对应的中断指令编号是 0X80（十进制是 8×16=128），而该指令编号对应的就是系统调用程序的入口，所以称系统调用为 80 中断

系统调用的流程：

• 在 CPU 寄存器里存一个系统调用号，表示哪个系统函数，比如 read
• 将 CPU 的临时数据都保存到 thread_info 中
• 执行 80 中断处理程序，找到刚刚存的系统调用号（read），先检查缓存中有没有对应的数据，没有就去磁盘中加载到内核缓冲区，然后从内核缓冲区拷贝到用户空间
• 最后恢复到用户态，通过 thread_info 恢复现场，用户态继续执行

参考视频：https://www.bilibili.com/video/BV19D4y1o797