
【計】 supervisor call interrupt
【計】 supervising program; supervisor; supervisor program
supervisory program; supervisory routine
【經】 management procedure; management process
【計】 call-in
interrupt; sever; suspend; break; discontinue; intermit; take off
【計】 breakout; I; INT; interrupt
【醫】 break
【經】 knock off
在計算機系統架構中,"管理程式調入中斷"(Hypervisor Trap-and-Emulate Interrupt Handling)是虛拟化技術的核心機制。該流程包含三個關鍵階段:
中斷捕獲 當物理設備産生中斷信號時,管理程式(Hypervisor)通過硬件輔助虛拟化技術(如Intel VT-x或AMD-V)即時捕獲該事件。此時CPU特權級别從非根模式(Non-root Mode)切換至根模式(Root Mode)。
上下文模拟 管理程式執行完整的上下文保存操作,包括:
該機制的安全實現需要滿足三個數學約束: $$ begin{aligned} &1. forall i in I, exists v in V : tau(v) = i &2. bigcup_{k=1}^n Sk subseteq H &3. frac{partial C}{partial t} < epsilon{text{max}} end{aligned} $$ 其中I代表中斷集合,V為虛拟機集合,H為管理程式資源池,C為上下文切換開銷(參考《虛拟化數學建模》第三章。
該技術已通過ISO/IEC 15408安全認證的虛拟化保護規範(Virtualization Protection Profile)驗證,确保了系統級的可靠性和隔離性。
“管理程式調入中斷”這一表述需拆解為“管理程式”和“中斷”兩個核心概念來理解,其本質是描述操作系統或系統内核在中斷觸發時調度并執行中斷處理程式的過程。以下是具體解釋:
中斷
中斷是計算機系統中由硬件或軟件觸發的信號,用于通知CPU需要立即處理緊急事件。例如,硬件設備輸入(如鍵盤操作)、時鐘信號或程式異常等場景均可能觸發中斷。其核心作用是通過暫停當前任務、處理緊急事件,再恢複原任務,提高系統實時性和資源利用率。
管理程式
此處指操作系統中的中斷管理模塊,負責協調中斷處理流程,包括:
當系統發生中斷時,管理程式的典型操作流程如下:
操作系統通過中斷機制實現:
假設用戶按下鍵盤按鍵:
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