中断和异常

中断和异常

早期计算机，各个程序只能串行的执行，一个程序放入计算机移入内存之后，要等待IO设备输出结束，这个程序才能从内存中移出。

• 缺点各个程序只能串行的执行，在计算机的内存中，同一时刻，内存当中最多只能有一道程序。系统资源利用率低。

为了解决上面的问题，人们发明了操作系统(计算机资源的管理者)，引入了中断机制，实现了多道程序并发执行。

• 本质：发生中断就意味着需要操作系统介入，展开管理工作。

1. 当中断发生的时候，CPU会立即进入核心态。

2. 当中断发生后，当前运行的进程暂停运行，并由操作系统内核对中断进行处理。

3. 对不同的中断信号，会进行不同的处理。

当发生了中断，就意味着需要操作系统介入，展开管理工作，由于操作系统的管理工作(比如进程切换、分配I/O设别等)需要使用特权指令，因此CPU需要从用户态转为核心态，中断可以使CPU从用户态切换为核心态，使操作系统获得计算机的控制权，有了中断，才能实现多到程序并发执行。

遗留问题-------用户态、核心态的切换是怎么实现的 ？：

"用户态->核心态"是通过中断实现的，并且中断是唯一途径

"核心态->用户态"的切换是通过执行一个特权指令，将程序状态字(PSW)的标志位设为"用户态"

中断的分类

外部中断的处理过程:

外中断的过程

Step1: 执行完每一个指令后，CPU都要检查当前是否有外部中断信号。

Step2:如果检测到外部中断信号，则需要保护被中断进程的CPU环境(如程序状态PSW、程序计数器PC、各种通用寄存器)

Step3:根据中断信号的类型转入相应的中断处理程序

总结