操做系統-- 中斷、異常、和系統調用

中斷的來源是外設
異常的來源是不良的程序軟件的非法指令等等
系統調用的來源應用程序主動向操做系統發出的合法服務請求

1、中斷

中斷是CPU的一個功能，就是CPU停下當前的工做，保留現場後自動地轉去執行相應的處理程序，CPU控制權發生改變，處理完該中斷緊急事件後再返回斷點繼續執行被剛纔被打斷的程序。

中斷過程分爲兩部分
一、硬件：

依據內部或者外部事件設置中斷標誌，產生中斷號，而後依據中斷向量表調用相應的中斷服務處理例程

二、軟件：

首先進行現場保存（由編譯器完成），而後進行中斷服務處理（中斷服務例程完成），接着清除中斷標記（中斷服務例程），最後進行現場恢復（編譯器）。

2、異常

在cpu中，當程序執行到特定指令，這條指令觸發了異常事件，好比說除0操做，cpu也會獲得一個異常編號，操做系統會保留當前產生異常的現場
處理異常：
一、殺死產生異常的程序，例如：地址空間越界等非法行爲
二、從新執行異常指令，例如：缺頁指令

若是是第二種狀況，操做系統會修補應用程序的代碼問題，而後從新執行異常指令，使異常變正常。

3、系統調用

處理過程：上層用戶程序調用printf()，會觸發系統調用write()，write中會帶些參數，好比打印的內容、執行的外設。而後訪問對應的外設，這裏是屏幕，而後打印出這個內容。

注意：這其中會有一個系統調用接口。

經過系統調用，能夠實現從用戶態到內核態的轉變。
用戶態：不能執行訪問IO指令，不能執行特權指令
內核態：至關於掌握了整個計算機。能夠執行任何指令。

用戶程序和內核擁有各自的堆棧，執行系統調用，會切換堆棧，切換特權身份。這些都是有很大的系統開銷的，但也是有回報的，安全性獲得的保障
這些開銷都是值得的，有了這些開銷才能保障程序在一個安全可靠的環境下運行。