【王道考研】中断和异常
1.5 中断和异常
知识来源： B站王道考研
中断机制的诞生
发明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接入，开展管理工作。
1、当中断发生时，CPU立即进入核心态。
2、当中断发生后，当前运行的进程暂停运行，并由操作系统内核对中断进行处理。
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介入，开展管理工作。由于操作系统的管理工作需要使用特权指令，因此CPU要从用户态转核心态。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。
用户态、核心态之间的切换使怎么实现的？
答 ： “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，将程序状态字的标志为设置为“用户态”。
中断分类
内中断（异常、例外、陷入）：
信号来源：CPU内部，与当前执行的指令有关。
自愿中断–指令中断：系统调用时使用的访管指令（陷入指令、trap指令。）
硬件故障：缺页
软件中断：整数除0
外中断：信号来源CPU外部，与当前执行的指令无关。
外设请求：I/O操作完成发出的中断信号。
人工干预：用户强行终止一个进程。
陷阱、陷入（trap）: 有意而为之的异常，如系统调用。
故障（fault）：由错误条件引起的，可能被故障处理程序修复，如缺页。
终止（abort）：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，则需要保护被中断经常的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。
step4:恢复原进程的CPU环境退出中断，返回源程序继续向下执行。