本文内容关注一种内核工作的基本机制——中断和异常。标题称这种机制为内核的动力，或许不那么恰当，主要想强调中断和异常对内核工作的重要性。对于操作系统上层的应用程序开发者而言，或许感觉离中断和异常的机制很远，因为我们不需要开发内核。但是毕竟我们使用的是内核所提供的各种服务，理解内核的基本运作原理能够帮助我们更好地写程序、优化程序。
问在前面：
- 通常所说的“陷入内核”，是怎么个陷入法呢？
- 我们的网卡收到数据，内核怎么知道该去处理数据了呢？时刻去轮询一下，恐怕不太现实？
- 我们访问了一个非法的内存地址，或者执行了一个除0操作。毫无悬念，内核崩溃。那么内核是怎么知道进程崩溃了，该来收拾这个烂摊子了？
直观来看，内核是什么？
内核地址空间和进程的地址空间相互独立？
我们都知道，Linux内核与进程的地址空间相互独立。这是什么意思？直观的比喻就是，每个进程在自己的内存区域工作，内核也在自己的区域工作，它们之间互相都是不可见的。（这点由虚拟内存管理机制保证）。在同一个地址空间内部，我们可以简单的使用函数调用（或者说过程调用）来使用别的函数提供的功能。比如，你自己写的程序，函数funcA调用funcB。又比如，在Linux内核内部，函数可以直接调用。但是在两个地址空间之间，交互就没那么容易了。比如，如果进程想要使用内核提供的服务（文件读写，网络通信等等），怎么做呢？答案是，系统调用（陷入内核）。
系统调用怎么实现呢？
系统调用的目的就是进程能够使用内核的服务。但是具体是怎么向内核发起调用（请求）的呢。答案是中断。我们知道，CPU不断的取指令，执行指令。我们跟CPU约定好，如果遇到一种指令，叫“软中断指令”，CPU就保存当前进程的上下文，改变CPU的模式，然后跳转到内核的中断向量表，获取“软中断处理程序”的地址，然后执行。这就算陷入内核了。
内核是由中断驱动的一个程序实体
内核由各种各样的服务组件组成，各种系统调用、文件系统、网络系统、调度子系统等等。各种各样的内核活动的产生并不是凭空的，都是需要某种方式驱动，这就是中断。调度：定时器按一个时间片的周期触发一个中断，内核由此触发一次调度过程。系统调用：进程触发一个软中断，内核由此执行一个具体的系统服务。设备驱动:网卡收到数据，触发一次中断，内核由此执行一次对网卡的读操作。等等。
中断和异常
本质上，中断和异常属于同一个范畴。
我们知道，CPU的工作就是不断的取指令，执行指令。每执行一次指令，或者在执行指令期间会发生三种情况：
- 指令按预想的结果执行，然后取下一条指令，继续执行。
- 这是一条特殊指令，预示一种异常的流向。比如除0操作，越界访问，缺页异常或者系统调用的软中断指令。
- 执行期间，外部设备触发了一个中断，而CPU不得不响应这个中断，转去执行中断服务程序。这是另一种类型的异常流向。
对于第2种情况，我们称之为异常。就是CPU执行指令过程中出现的异常情况。因为它是CPU执行完一条指令之后触发的，所以也称为“同步中断”。对于第3种情况，称为“中断”，CPU随时都有可能收到外部设备的中断，具有随机性，也称之为“异步中断”。
不管是中断还是异常，它们的处理程序都是内核来执行的。
中断上下文与进程上下文
首先谈进程上下文：
示例：
同样是一次read调用，进程A和进程B得到效果是不一样的，进程A读取文件a，获取到x个字节；进程B读取文件b，获取到y个字节。而内核肯定只有一个read调用。
内核如何做到区别对待？
只告诉内核执行什么系统调用是不够的，内核必须知道，为哪个进程服务，读取哪个文件，预期读取多少个字节，要拷贝用户缓冲的目的地址等等。简言之，内核需要一个执行环境，这个环境就是所谓的“进程上下文”。即，当一个进程正在进行时，CPU所有寄存器中的值、进程的状态以及堆栈中的内容称之为进程的上下文。所以，进程执行系统调用，“内核代表进程执行，在进程上下文”。
再来就是中断上下文，和进程上下文是一个道理，当硬件触发中断的时候，内核需要获取到当前该硬件的各种变量和参数，内核根据这些参数来执行中断服务程序。而硬件传过来的各种参数和内核需要保存的一些环境（被中断的进程环境），可以看作是中断上下文。
总结
总的来说，内核就是一堆处理过程合成的实体。它基本没有主动性，靠的是各种中断来驱动的。进程有需求了，触发中断告诉它；程序执行出错了，触发中断告诉它；设备状态变化了，还是触发中断告诉它；时间片到期，该调度了，触发中断告诉它。