进程怎么知道键盘输入数据？
按照以前的说法，键盘是硬件，操作系统就要管理这个键盘，然后定期去检查键盘是否有输入数据，有的话就把数据搬到内存里，然后放到键盘所对应的缓冲区里，struct file结构体指向缓冲区，唤醒进程，进程通过文件描述符就能把数据拿到用户空间。但是在计算机里键盘只是其中一种，如果是定期去检查硬件那么操作系统会很忙。
所以，外设在硬件上直接和CPU对应的针脚进行间接的连接，当外部设备有数据传输，就会向CPU发送硬件中断的东西。外设与CPU之间有个叫中断控制器的东西，当外设向中断控制器发送高电平时，中断控制器可以识别出信号来自哪个针脚，就在内部的寄存器里记录该针脚对应的中断号。比如0号针脚被点亮，就把0写入寄存器里。再由中断控制器往CPU的特定针脚发送高电平，这样CPU就知道哪个外设准备好了，CPU就访问中断控制器，就从里面的寄存器中读取对应的中断号。
接下来操作系统提供一个叫中断向量表IDT的东西，类似一个函数指针数组，里面指向一堆方法，数组的下标就是中断号。CPU拿到中断号后，就会执行操作系统的代码，拿着中断号去查表，看看是调用哪个方法。
所以以后外设准备好了就会向CPU发中断，CPU就会自动执行对应的方法。
类比一下信号机制：发中断相当于发信号，保存中断相当于保存信号，中断号相当于信号编号，处理中断相当于处理信号。总而言之，信号是用软件来模拟硬件的信号中断的。
但是当没有中断来的时候，操作系统是暂停的，如果一直没有外部设备响应的话，操作系统就会一直暂停，于是在向量中断表当中注册一个进程调度的方法schedule，在硬件上引入时钟源，它会以特定频率向CPU发送特定的中断。假如每隔1ns发送一次中断，，CPU就会每隔1ns去调用schedule。从此以后，操作系统就在硬件时钟中断的驱动下进行调度了。操作系统就是基于中断进行工作的软件。后来人们觉得把时钟源放在外部和其他外设竞争中断还有传递给CPU效率太低，于是就把时钟源集成在了CPU内部，外设没有中断时，CPU自己就向自己触发中断，调用schedule方法。操作系统就是一个死循环。
CPU在自己的指令集当中引入新的汇编指令syscall，用它来触发让CPU主动进入中断，也就是说如果在代码里写这个接口，CPU就会自动进行一次中断。
进行系统调用，有一个系统调用表，函数指针数组，每一个系统调用都有一个唯一的下标，这个下标就叫做系统调用号，这是在内核当中。在中断表里注册一个方法callsystem，1.它想办法获取系统调用号。2.调用系统调用的方法。
用户层面：系统调用接口底层用汇编语言写，比如move eax X，编号为X移动到寄存器中，然后int 0x80，这个0x80是callsystem在中断表里的地址。然后callsystem里就有mov n eax，当用户层调用系统调用接口时就会被callsystem获取，然后调用sys_call_table[n]调用底层的方法。
操作系统不提供任何系统调用接口，只提供系统调用号。我们用的接口都是glibc封装的。
用户态和内核态：在虚拟地址当中，用户区0-3GB，内核区3-4GB，操作系统也是软件，也在物理内存里。
内核页表和用户页表：都是用来对虚拟地址到物理地址的映射。一个进程一个用户页表，内核页表只有一份。内核页表是所有进程公共的，所以不管进程如何调度，都能找到操作系统。用户和内核都在0-4GB的区间。为了能够既保证操作系统本身的安全性，又保证用户能访问到操作系统，所以引入用户态和内核态。处于哪个态是硬件决定的，cs寄存器记录用户态还是内核态的信息。int 0x80让cs段寄存器转而指向操作系统，同时将权限标志位由11设置为0。