Cosa sono interruzioni del software?

Un interrupt di software (spesso abbreviato come SWI, o talvolta chiamato chiamata di supervisore, SVC o eccezione) è un meccanismo di architettura per computer che consente a un programma di richiedere un servizio specifico dal sistema operativo o una funzione del kernel privilegiata. A differenza degli interrupt hardware, che sono attivati ​​da eventi esterni (come una pressa per tastiera o l'accesso al disco), gli interrupt del software vengono avviati esplicitamente dal programma stesso utilizzando un'istruzione speciale.

Ecco una rottura degli aspetti chiave:

* Scopo: Gli interrupt del software forniscono un modo controllato e strutturato per i programmi a livello di utente per accedere alle risorse e alle funzioni di sistema a cui non hanno accesso diretto. Queste funzioni potrebbero includere:

* Operazioni I/O: Leggere da un file, scrivendo a una presa di rete, accedendo a una stampante.

* Gestione della memoria: Allocazione e traffico di memoria, modificando le impostazioni di protezione della memoria.

* Controllo del processo: Creazione, terminazione o commutazione tra i processi.

* Comunicazione inter-Process: Invio e ricezione di messaggi tra diversi processi.

* Chiamate di sistema: Accesso ai servizi del sistema operativo in modo standardizzato.

* Meccanismo: Il programma esegue un'istruzione speciale (l'istruzione specifica varia per architettura; esempi comuni includono `int` in x86,` svc` in braccio) con un numero che identifica il servizio richiesto. Questa istruzione innesca una trappola o un'eccezione, trasferendo il controllo nel kernel del sistema operativo.

* Esecuzione privilegiata: Il kernel viene eseguito in modalità privilegiata, con accesso all'hardware e alla memoria a cui i programmi a livello di utente sono vietati di accedere direttamente per motivi di sicurezza e stabilità. Gli interrupt del software forniscono un modo sicuro e mediato per accedere a queste risorse privilegiate.

* Interfaccia di chiamata di sistema: Il sistema operativo fornisce un'interfaccia ben definita (spesso chiamata interfaccia di chiamata di sistema o API) che specifica quali numeri di interruzione del software corrispondono a quali servizi e parametri richiesti. I programmatori utilizzano questa interfaccia per richiedere servizi senza bisogno di conoscere i dettagli di implementazione di basso livello.

Esempio (concettuale):

Immagina un programma che desidera scrivere dati su un file. Non può manipolare direttamente l'hardware del disco. Invece, utilizza un interrupt software per richiedere il servizio di scrittura di file del sistema operativo. Il numero di interrupt potrebbe essere, diciamo, 10. Il programma esegue l'istruzione `int 10` insieme a parametri che specificano il nome e i dati del file da scrivere. Il sistema operativo intercetta questo, verifica le autorizzazioni del programma, gestisce l'I/O del disco di basso livello e restituisce un risultato (successo o fallimento) al programma.

In sostanza, gli interrupt software sono il modo principale in cui i programmi a livello di utente interagiscono con il kernel del sistema operativo, fornendo un meccanismo sicuro ed efficiente per la gestione delle risorse del sistema.

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