中断和异常

中断本质

需要操作系统介入 ，开展管理工作

• CPU状态

  • 从用户态转换为核心态

  • 核心态到用户态

    • 程序状态子（PSW）标志位改为用户态

中断分类

内中断（异常，例外，陷入）

• 分类

  • 自愿中断

    • 指令中断

      • 系统调用的访管指令

  • 强迫中断

    • 硬件故障

      • 缺页

    • 软件中断

      • 整数除零

• 信号的来源

  • CPU内部与当前执行的指令有关

外中断

• 分类

  • 人工干预
  • 外设请求

外中断处理过程

步骤

• 执行完每条指令，CPU检查是否由外部中断信号

• 如果检测到中断信号

  • 保护被中断进程的CPU环境

    • 程序状态字（PSW）
    • 程序计数器（PC）
    • 各种通用寄存器

• 根据中断信号转入相应的中断处理程序（运行在核心态）

• 恢复原进程的CPU环境

  • 退出中断
  • 返回原进程继续往下执行

系统调用

简介

• 操作系统提供给应用程序使用的接口
• 是一种特殊函数
• 应用程序通过系统调用获得操作系统的服务

作用

• 系统中的共享资源都由操作系统统一掌管
• 保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法操作

功能分类

• 设备管理
• 文件管理
• 进程控制
• 进程通信
• 内存管理

注意

• 陷入指令

  • 在用户态下执行
  • 之后立即引发一个内中断
  • CPU进入核心态
  • 唯一一个只能在用户态执行指令

• 发出系统调用

  • 用户态

• 处理系统调用

  • 核心态