中断和异常

中断和异常

知识总览

中断机制的诞生

各程序只能串行执行,系统资源利用率低

为解决上述问题,人们发明了操作系统(作为计算机的管理者),引入中断机制,实现多道程序并发执行

本质:发生中断就意味着需要操作系统介入,开展管理工作

中断的概念和作用

1.当中断发生时,CPU立即进入核心态

2.当中断发生后,当前运行的程序暂停运行,并由操作系统内核对其中断处理

3.对于不同的中断信号,会进行不同的处理

发生了中断,就意味着需要操作系统的介入,开展管理工作,由于操作系统的管理工作(比如进程切换、分配I/O设备等)需要使用特权指令,因此CPU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,才能实现多道程序的并发执行。

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)的标志位设置为“用户态”

中断的分类

内中断信号来源:CPU内部 与当前执行的指令有关

外中断信号来源:CPU外部 与当前执行的指令无关

指令中断 如系统调用时使用的访管指令(又称陷入指令、trap指令)

硬件故障 如缺页

软件中断 如整数除0

陷入 有意为之的异常 如系统调用

故障 由错误条件引起的,可能被故障处理程序修复,如缺页

终止 不可恢复的致命错误造成的结果,终止处理程序不再将控制返回给引发终止的应用程序,如整数除0

外中断的处理过程

step1:执行完每个指令之后,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(如程序状态字PSW、程序计数器PC、各种通用寄存器)

step3:根据中断信号类型转入相应的中断处理程序

知识回顾

 

posted @ 2020-02-29 17:10  五月雨变奏  阅读(300)  评论(0编辑  收藏  举报