作为一个程序员，你一定知道这个简单的模型，你想从文件中读取数据，你需要调用read函数，然后read函数会阻塞直到有数据返回给你，之后你就可以进行下一步操作了。一个简单的模型，就像是一个远景画，而你是否了解细节，在于当你把镜头拉近的时候，你能看到的是清晰的细节还是一堆马赛克。
所以在这个基础之上，你可能理解的比这更复杂一些，你知道有些资源只能在核心态才能被访问。知道进程缓冲区和内核缓冲区。那么这个模型在你眼里就变成了这个样子：
也就是说在系统调用中，内核先把数据从硬盘读取到了内核缓冲区，然后又从内核缓冲区读到用户进程自己的进程缓冲区，最后才返回给用户程序控制权，整个操作就像是一个耗时的系统调用一样。
而且《深入理解计算机系统》中，介绍过异常机制是“你可以停下手头的工作去干另一件事情”的基础。并提到了一种叫“陷阱”（trap）的异常。为用户程序和内核之间提供了一个像过程一样的接口，这就是系统调用。用于那些读取文件，创建进程的操作。系统需要切换到内核模式，才能执行这些受限制的操作。
而关键就在于，这种操作可以让你停下手中的事（保护当前的上下文），将控制权转移，并在调用结束后，再次获得执行点，执行下一条程序。
以上那个模型是针对当前进程进行系统调用的，那么操作系统是如何控制磁盘读取文件的，而文件在读取成功之后，又是如何通知操作系统，文件已经准备好了？
首先对于文件读写这个模型，cpu并不是直接控制读取，而是通过DMA控制读取的。
以下是从wiki中查到有关DMA的内容。
DMA意为”存储器直接访问“ ，是指外部设备不通过CPU而直接与系统内存交换数据的接口技术。要把外设的数据读入内存或把内存的数据传送到外设，一般都要通过CPU控制完成，如CPU程序查询或中断方式。利用中断进行数据传送，可以大大提高CPU的利用率。 但是采用中断传送有它的缺点，对于一个高速I/O设备，以及批量交换数据的情况，只能采用DMA方式，才能解决效率和速度问题。DMA在外设与内存间直接进行数据交换，而不通过CPU，这样数据传送的速度就取决于存储器和外设的工作速度。
整个数据传输操作在一个称为“DMA控制器”的控制下进行的。CPU除了在数据传输开始和结束时作一点处理外，在传输过程中CPU可以进行其它的工作。这样在大部分时间里，CPU和输入输出都处在并行操作。因此，使整个计算机系统的效率大大提高
那么简单的说，其实内存也有一个属于自己的小控制器(cpu)来控制读取，然后在读取完成后，向真正的cpu发起一个中断。
前面提到系统调用是一种异常控制流（陷阱trap），而cpu中断，也是一种异常控制流，而且是唯一一种异步的异常。之所以异步的异常，是因为你并不知道这个异常是什么时候出发的，或者说，你并没有维护一个上下文，去准备迎接这个异常，其它同步的异常都是你主动发起的中断。所以cpu在收到这个中断的时候，会停止当前进程的执行，当然，其实cpu并没有线程进程的概念，是操作系统负责将当前的上下文保存，也就是说当前运行的进程被冻结了，之后CPU开始执行内核中的中断处理程序。这些处理程序和中断号一一映射，在内核启动的时候，就被加载进来了。
看上去是没问题，但如果cpu在处理中断的时候，又来了别的中断，那么cpu要怎么办？
其实中断的模型比我们之前提到的要复杂一点。
在设备和cpu之间有一种被称为中断控制器的东西。来对多个设备的中断，进行采样，分发和排队。而且可以对中断控制器进行关中断，来让中断控制器不要给CPU发送中断信号。所以在cpu处理此中断的时候，直到cpu主动对中断控制器发送EOI操作，才会容许下一个中断信号去激发CPU。
那么cpu在执行中断处理程序的时候很慢怎么办？这样别的中断信号不就不能被CPU及时处理了么？
实际上设备中断CPU的过程分为两部分，硬中断和软中断，上半部和下半部。硬中断就是执行关键步骤到给中断控制器发送EOI的过程，剩余的中断处理过程就是软中断，而这些软中断的程序和普通程序的执行就没什么两样了。
然后呢，如何通知进程？它怎么知道是哪个进程的数据准备好了,还有阻塞的进程用什么接受通知？这个通知是指操作系统的什么操作？进程又是如何被唤醒的？
之前已经说了，CPU并不知道线程，进程，更不知道是哪个进程的数据准备好了。这一切都是操作系统做的。
操作系统会在内核维护许多队列，而因中断而被保存挂起的进程，会根据中断类型，加入到对应的队列中，比如等待IO的进程就加入到IO队列。
同时，在注册中断处理函数的时候，此函数就已经有了进程的信息，所以自然也知道在完事后，向哪个进程发起通知了。还要注意的是，多个进程对同一文件进行读写的时候，不同的设备，处理方式是不同的，比如有的设备，同一时间只允许注册一个中断处理函数。
所以中断处理函数，会在完成后向进程发送信号，唤醒进程。具体是什么信号我并没有查到，不过我觉得很可能是 SIGCONT。
当然，仅仅是被唤醒（变为就绪态）而已，被唤醒的进程到底会不会马上执行，那就要看调度算法了，不过一般来说， Linux会把因为IO挂起的进程优先级稍微调高一点让它们立即抢占进来，提高IO效率。
那这次我就到此为止了，如果再放大，还有更多没想过的问题。不过现在这个模型的理解，对我来说足够了。