(二) 中断、异常和系统调用比较

 

(二) 中断、异常和系统调用比较

摘要

1. 为什么要中断、异常和系统调用

   • 在计算机运行中，内核被信任的第三方

   • 只有内核可以执行特权指令

   • 方便应用程序

2. 中断和异常希望解决的问题

   • 当外设连接计算机时，会出现什么现象

   • 当应用程序处理意想不到的行为时，会出现什么现象。

3. 系统调用希望解决的问题

   • 用户应用程序是如何得到系统服务？

   • 系统调用和功能调用的不同之处？

一、概念

• 系统调用 (system call)

  • 应用程序 主动 向操作系统发出的服务器请求

• 异常 (exception)

  • 非法指令或其他原因导致当前 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

二、中断、异常和系统调用的比较

• 源头

  • 中断：外设

  • 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

• 处理机制

  • 中断：持续，对用户应用程序是透明的

  • 异常：杀死或重新执行意想不到的应用程序指令

  • 系统调用：等待和持续

• 中断处理机制

  • 硬件处理

    • 在CPU初始化时设置 中断使能 标志

      • 依据内部或外部事件设置中断标志

      • 依据 中断向量 调用相应 中断服务 例程

  • 软件

    • 现场保持 (编译器)

    • 中断服务处理 (服务例程)

    • 清除中断标记 (服务例程)

    • 现场恢复 (编译器)

    • 注: 都到了中断向量表，中断--中断服务例程，异常--异常服务例程，系统调用--总共占有一个中断编号，不同系统调用功能由系统调用表来表示的。由系统调用表的不同，选中不同的系统调用实现。

• 中断嵌套

  • 硬件中断服务例程可以被打断

    • 不同硬件 中断源可能硬件中断处理时出现

    • 硬件中断服务例程中需要 临时禁止中断 请求

    • 中断请求会保持到cpu做出响应

  • 异常服务例程可被打断

    • 异常服务例程执行时可能出现硬件中断

  • 异常服务例程可嵌套

    • 异常服务例程可能出现缺页