(二) 中断、异常和系统调用比较

摘要

为什么要中断、异常和系统调用

在计算机运行中，内核被信任的第三方

只有内核可以执行特权指令

方便应用程序

中断和异常希望解决的问题

当外设连接计算机时，会出现什么现象

当应用程序处理意想不到的行为时，会出现什么现象。

系统调用希望解决的问题

用户应用程序是如何得到系统服务？

系统调用和功能调用的不同之处？

一、概念

系统调用 (system call)
- 应用程序主动向操作系统发出的服务器请求

异常 (exception)
- 非法指令或其他原因导致当前 指令执行失败
  - 如: 内存出错后的处理请求
中断(hardware interrupt)
- 来自硬件设备的处理请求

二、中断、异常和系统调用的比较

源头
- 中断：外设
- 异常：应用程序意想不到的行为
- 系统调用：应用程序请求操作提供服务
响应方式
- 中断：异步
- 异常：同步
- 系统调用：异步或同步
处理机制
- 中断：持续，对用户应用程序是透明的
- 异常：杀死或重新执行意想不到的应用程序指令
- 系统调用：等待和持续
中断处理机制
- 硬件处理
  - 在CPU初始化时设置 中断使能 标志
    - 依据内部或外部事件设置中断标志
    - 依据 中断向量 调用相应 中断服务 例程
- 软件
  - 现场保持 (编译器)
  - 中断服务处理 (服务例程)
  - 清除中断标记 (服务例程)
  - 现场恢复 (编译器)
  - 注: 都到了中断向量表，中断--中断服务例程，异常--异常服务例程，系统调用--总共占有一个中断编号，不同系统调用功能由系统调用表来表示的。由系统调用表的不同，选中不同的系统调用实现。
中断嵌套
- 硬件中断服务例程可以被打断
  - 不同硬件中断源可能硬件中断处理时出现
  - 硬件中断服务例程中需要 临时禁止中断 请求
  - 中断请求会保持到cpu做出响应
- 异常服务例程可被打断
  - 异常服务例程执行时可能出现硬件中断
- 异常服务例程可嵌套