二、中断，异常，系统调用

1、中断
由于外设等原因导致的中断，系统将设置中断标记，将内部和外部事件设置中断标记，中断事件将会有相应的ID标记；软件方面将会保存当前处理状态，然后CPU将会根据中断ID跳到相应的中断服务程序处理，处理完将清楚中断标记，恢复之前保存的处理状态。

中断是对应用程序透明的。

负责中断请求的是连接外围设备的I/O控制器，负责实施中断处理程序的是CPU,为了进行，为了进行区分，外围设备的中断请求会使用不同于I/O端口的其他编号，该编号称为中断编号。

中断设备.png

在I/O控制器和CPU中有中断控制器的IC进行缓冲，可把从多个外围设备发出的中断请求有序地传递给CPU

CPU接收到来自中断控制器的中断请求后，会把当前正在运行的主程序中断，并切换到中断处理程序。中断处理程序首先会将CPU所有寄存器中的数组保存到内存中的栈中，在中断处理程序完成外围设备的输入输出后，把栈中保存的数值还原到CPU寄存器中，再进行主程序的处理。

中断请求处理顺序.png

由于大部分的外围设备，都会频繁地发出中断请求，使用中断可以实时处理从外围设备输入的数据。例如实现键盘输入的文字实时显示在显示器，而对于打印机等输出用的外围设备中，可使用中断来通知外围设备接收数据的状态

2、异常
异常同样也会保存异常编号，保存现场，异常处理-将会杀死异常的程序，或者重新执行异常指令，处理完会恢复现场

3、系统调用
应用程序主要是通过高层次的API接口而不是直接进行系统调用，Win32 API用于Windows， POSIX API用于POSIX-based systems, 这些API定义了能提供哪些系统调用，完成哪些功能。应用程序通过访问API库进行系统调用，操作系统完成从用户态到内核态的转换，控制权从应用程序转换为操作系统，注意这里有堆栈的转换，开销较大。