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今天我们来进行中断和异常以及系统调用的讲解。
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中断和异常
早期的计算机各程序只能串行执行，系统资源利用率低，为了解决上述问题，人们发明了操作系统（作为计算机的管理者)，引入中断机制，实现了多道程序并发执行。发生中断就意味着需要操作系统介入，开展管理工作。
- 当中断发生时，CPU立即进入核心态
- 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
- 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，才能实现多道程序并发执行。
所以，用户态到核心态是通过中断实现的，并且中断是唯一途径。核心态到用户态是通过执行特权指令，将程序状态字的标志位设置为“用户态”
中断的分类
内中断
信号的来源:CPU内部与当前执行的指令有关 如自愿中断——指令中断、强迫中断（硬件中断、软件中断）
外中断
信号的来源:CPU外部与当前执行的指令无关 如外设请求：io操作完成发出中断信号、人工干预：用户强行终止一个进程
通过“中断信号来自CPU内部还是外部”判断是内/外中断
外中断的处理过程
- Step 1: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
- Step 2: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）
- Step 3:根据中断信号类型转入相应的中断处理程序
- Step 4:恢复原进程的CPU环境并退出中断，返回原进程继续往下执行
系统调用
操作系统作为用户和计算机硬件之间的接口，需要向上提供一些简单易用的服务。主要包括命令接口和程序接口。其中，程序接口由一组系统调用组成。系统调用是操作系统提供给应用程序（程序员/编程人员）使用的接口，可以理解为一种可供应用程序调用的特殊函数，应用程序可以发出系统调用请求来获得操作系统的服务。
应用程序通过系统调用请求操作系统的服务。系统中的各种共享资源都由操作系统统一掌管，因此在用户程序中，凡是与资源有关的操作（如存储分配、I/O操作、文件管理等），都必须通过系统调用的方式向操作系统提出服务请求，由操作系统代为完成。这样可以保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法操作。
系统调用相关处理涉及到对系统资源的管理、对进程的控制,这些功能需要执行一些特权指令才能完成，因此系统调用的相关处理需要在核心态下进行。
系统调用背后的过程
传递系统调用参数→执行陷入指令(用户态）→执行系统调用相应服务程序（核心态）→返回用户程序
注意:
1.陷入指令是在用户态执行的，执行陷入指令之后立即引发一个内中断，从而CPU进入核心态
2.发出系统调用请求是在用户态，而对系统调用的相应处理在核心态下进行
3.陷入指令是唯一一个只能在用户态执行，而不可在核心态执行的指令
今天我们主要介绍了系统中断的机制以及系统调用的相关过程，正因为有了中断，才能保证多道程序的并发执行，而正因为有了系统调用，程序才可以发送请求以获得操作系统的服务。第一章的学习到这里就正式结束了，我们第二章见！bye！
