操作系统——中断、异常和系统调用比较

我们首先要明确，为什么操作系统需要中断、异常和系统调用：

• 在计算机运行时，内核是被信任的第三方
• 只有内核才可以执行特权指令
• 方便应用程序

接下来我们先简单了解一下三者的概念：

系统调用（system call）

       
应用程序主动向操作系统发出的服务请求

异常(exception)

       
非法指令或者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

下面我们先看一下这张图（内核的进入和退出图），方便对后面的概念进行理解

现在，正式开始从如下几个方面对三者进行比较：

    源头

中断：外设引起

异常：应用程序意想不到的行为

系统调用：应用程序请求操作系统提供服务

    响应方式

中断：异步

异常：同步

系统调用：异步或同步

ps：关于同步和异步，我昨天的文章中有过介绍

    处理机制

中断：持续，对用户应用程序是透明的

异常：杀死或者重新执行意想不到的应用程序指令

系统调用：等待和持续

接下来我们详细介绍一些中断的处理机制，处理机制包括硬件处理和软件处理

    硬件处理

依据内部或者外部事件设置中断标志，然后依据中断向量调用相应的中断服务例程。

    软件处理

首先进行现场保存（由编译器完成），然后进行中断服务处理（中断服务例程完成），接着清除中断标记（中断服务例程），最后进行现场恢复（编译器）。



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