作業系統之中斷異常

2021-09-17 21:46:23 字數 1684 閱讀 5989

中斷來自外部,異常來自內部。

中斷/異常:指系統發生某個非同步/同步事件後,處理機暫停正在執行的程式,轉去執行處理該事件程式的過程。

中斷引入:為了開發cpu和通道(或裝置)之間的併發操作。

異常引入:用於表示cpu執行指令時本身引發的事件。

分級原因:不同的中斷可能在同一時間點發出請求。

一般的來說,告訴裝置的優先順序高於慢速裝置。

中斷遮蔽原因:為了打破優先等級支配硬體的不靈活性引入。

中斷遮蔽:指禁止處理機響應中斷或禁止中斷出現。

兩種實現方法:

硬體實現(由軟體設定處理機優先順序,硬體按系統設計時的約定,遮蔽那些低優先順序中斷;

軟體實現(由軟體按作業系統優先順序約定,設定遮蔽暫存器)。

兩種遮蔽型別:

硬遮蔽:禁止中斷出現的遮蔽方式;

軟遮蔽:裝置中斷,時鐘中斷等部分硬體中斷可以被暫時禁止響應,到遮蔽被解除時再處理。

機制:外部發中斷給cpu中的中斷檢測機構

異常:是在執行指令的時候,由指令本身原因引發的問題。指令的實現邏輯發現發生異常則轉入作業系統內的異常處理程式。

因為中斷是乙個暫時的處理,所以在中斷前後必須儲存和恢復「程式現場」。

現場資訊:指在中斷那一刻,確保被中斷程式能繼續執行的有關資訊,如pc、通用暫存器、特殊暫存器等的內容

對於異常,返回點不一定是恢復點

1)大部分使用者程式出錯,則結束程序;

2)系統呼叫,則返回恢復點繼續執行;

3)缺頁異常,則處理完異常後,重新執行。

引入原因:cpu通常會執行兩種程式,一種是作業系統內部程式,一種是作業系統外部程式。為了保證作業系統的安全引用核心態和使用者態來保證安全。

使用者態(使用者方式,目態):一般使用者所執行的狀態。

區分方法:在狀態字暫存器設定標誌位,用0 1 表示使用者態和核心態。

中斷/異常處理的一般過程:

中斷,異常進入;

儲存現場;

分析原因,轉中斷(異常)處理程式;

恢復現場。

1、中斷,異常進入

硬體自動將當前pc,ps存入暫存暫存器;

2、儲存現場

使用「棧的形式進行儲存」

3、分析原因,轉中斷(異常)處理程式

總控程式根據中斷/陷入原因,轉到各個中斷/異常處理程式,同時將返回總空程式的位址儲存在棧中。

異常:還要根據dev儲存的當前發生的陷入       

型別,作相應的處理。

4、恢復現場

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