中断和异常
中断机制的诞生
在早期计算机里，只有一个程序执行完以后，另一个程序才能进行。因此，各个程序只能串行执行，系统利用率很低。
为了解决上述问题，人们发明了操作系统，引入中断机制，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进行介入，开展管理工作
那么操作系统又是怎么进行中断这一行为的呢？
首先，进程1会在用户态下执行，cpu会收到操作系统的计时部件发出的中断信号。它会切换成核心态（核心态权限高，能中断） ，它将cpu的使用权限交给操作系统，操作系统内核负责中断信号进行处理。
操作系统之后就会告诉进程，进程1的时间片已经用完，换进程2运行
之后，操作系统会将cpu的使用权交还给用户进程，进城2就会继续执行。
等进程2执行一段时间以后，它想做io操作了，于是它发出系统调用（内中断信号），请求输出。于是，cpu就切换为核心态，对中断进行处理，进行io操作。（因为io操作只能核心态处理）
之后呢，操作系统就乖乖听从进程2的请求，调用打印机，进程2暂停运行，等待I/O操作。
之后呢，操作系统会把用户态还给进程3 。此时打印机是和进程3并行执行的。等打印机操作完成，它会像cpu发送中断信号。
cpu接收到信号之后，又会切换到核心态对中断进行处理了。
总结
- 当中断发生，cpu立刻进入核心态
- 中断发生以后，当前运行的进程暂停运行，并且由操作系统内核对中断进行处理
- 对于不同的中断信号，会有不同的处理
发生了中断就意味着，需要操作系统进行介入，开展管理工作。但是这些管理工作（如进程切换，I/O设备）需要用到特权指令，因此，cpu需要从用户态转变成核心态才行。而中断可以使CPU从用户态转化为核心态，使操作系统获得对计算机的控制权。有了中断，程序才可以并发的执行。
注意：用户态——>核心态是通过中断实现的。而中断是唯一的途径
而 核心态——>用户态则是通过执行一个特权指令，将程序状态字PSW（0和1）的标志位设置为“用户态”。
中断的分类
中断分为两类，分别是内中断和外中断。
内中断也叫异常，例外，陷入。异常我们大伙儿很熟悉，就是程序里面的异常如 i/0 这种，这种中断叫强迫中断。和此种软件中断相并列的还有硬件故障，他也是强迫中断。
和强迫中断对应的则是自愿中断——指令中断，这是通过指令实现的中断。
外中断处理过程
其实对于外中断的处理。cpu是这样做的：
- 在每条指令完成以后，cpu都会检查是否有外部中断信号
- 如果检测到有外部中断信号，那么就需要保护被终端进程的cpu环境（如程序状态字PSW,各种通用寄存器等）
- 根据中断信号类型，转入相应中断处理程序，从用户态到核心态的改变
- 恢复原来的进程的cpu环境，返回原进程继续向下执行
系统调用
知识点回顾：
操作系统作为一个桥梁，需要向上提供简单易用的服务。主要包括，命令接口和程序接口。
我们今天要讲的系统调用，就是在程序接口中提到的。
系统调用是操作系统提供给程序员使用的接口，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
什么是系统调用？有什么作用？
其实，存储分配，I/O操作，文件管理等，都是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。这样可以保证用户的稳定性和安全性。防止用户进行非法操作。
像上面这些，设备管理，文件管理，进程控制，进程通信，内存管理的功能，都是需要特权指令才能完成。因此，系统调用的相关处理需要在核心态下进行。
系统调用和库函数的区别
刚刚提到的系统调用是操作系统为了服务于上层的函数。
那么它和java，c语言的库里面的函数又有有什么区别呢？
其实应用程序可以先调用语言的库函数，然后这些库函数，会再调用专门为了系统调用的函数。
注意，系统调用的相关处理在核心态上进行
不涉及系统调用的库函数：比如加减，取绝对值
涉及系统调用的库函数：比如创建新的文件
高级语言代码调用参数 ——> 用户态下汇编语言执行陷入指令 ——> 在核心态下，调用 相应服务程序 ——> 返回用户程序
注意
- 陷入指令是在用户态完成的，执行陷入指令之后，会立刻引发一个内中断，让cpu进入核心态
- 发出系统调用请求是在用户态，而对于系统调用的处理是在核心态下进行的
- 由于核心态可以执行特权指令和非特权指令，而陷入指令是唯一一个只能在用户态下执行，而不可在核心态下执行的指令
核心考点
- 系统调用会让发生内中断，CPU从用户态进入核心态
- 设备管理，文件管理，进程控制，进程通信，内存管理，这些凡是于资源有关的操作，会直接影响到其它进程的操作，一定会需要操作系统进行介入，也就是通过系统调用来实现。
- 系统调用发生在用户态，而对系统调用的处理发生在核心态
- 执行陷入指令会产生内中断，让 用户态进入核心态
