這一節講解中斷、異常與系統呼叫，這三者也可以總稱為中斷處理機制。首先我們需要知道這三個機制的背景：1. 計算機執行過程中，核心是被完全信任的第三方；2. 只有核心可以執行特權指令；3. 核心需要方便地為應用程式提供服務。
那麼我們為什麼需要這三個機制呢？也就是說這三個機制實現了什麼功能呢？中斷是為了處理外設io的，比如當我有乙個新的鍵盤和滑鼠接入了計算機，或者我們在鍵盤上敲了鍵盤，此時即使計算機正在進行其他任務也需要對此作出快速響應，這就是中斷要做的事情；當我程式執行**現了異常，比如某個在分母上的變數執行過程中變為了0，也就是出現了除以0這種操作，這是不合法的，又比如說程式訪問一塊記憶體區，而這個記憶體區是不允許這個程式訪問的，在執行到這一行程式之前我們無法**這一異常，因此我們需要對這種異常有一種處理機制；系統呼叫則是為上層的應用程式提供了各種介面，方便應用程式使用系統提供的服務，而又規避安全風險問題，即應用程式只使用提供給他的服務，而不會胡亂修改核心。
中斷、異常與系統呼叫的結構圖如下圖：當有外部裝置接入或者有輸入，則告知核心（插入中斷向量表），核心通過裝置驅動與外部裝置互動；當應用程式執行過程**現異常，也插入中斷向量表，核心要麼將異常解決掉，要麼終止程式，並將程式占用的資源返還；應用程式可以直接或者通過函式庫間接地使用系統呼叫介面，插入中斷向量表，中斷向量表通過查詢系統呼叫表提供系統呼叫實現，並將結果返還。因此可以說核心與外界打交道的介面主要就是中斷、異常與系統呼叫。
從上圖也可以看到中斷、異常與系統呼叫的區別如下圖：系統呼叫是應用程式主動向作業系統發出的服務請求；異常是非法指令或其他原因導致當前指令執行失敗（如記憶體出錯）後的處理請求；中斷則是來自硬體裝置的處理請求。
下圖是三者比較：
這三者也即中斷處理機制具體實現過程是怎樣的呢？實現過程可以分為硬體和軟體兩部分。首先是硬體部分：在cpu初始化過程中會設定中斷使能標誌，即在cpu做好準備工作之後才會開始接受中斷請求，在此之前是不會有反應的；此外需要根據內部或外部事件設定中斷標誌，記錄出現了一次中斷；依據中斷向量表中的內容知道中斷源是什麼，並呼叫相應中斷服務例程。以上為硬體部分工作內容，接下來的內容是軟體部分：1. 現場儲存（編譯器）；2. 中斷服務處理（服務例程）；3. 清除中斷標記（服務例程）；4. 現場恢復（編譯器）。
那麼如果乙個中斷出現的時候又出現新的中斷會怎樣呢（此處中斷指中斷處理機制即包含中斷、異常、系統呼叫三者）？其中，硬體終端服務例程可以被打斷，比如不同硬體中斷源同時出現，此時可以按照優先順序依次處理，而出現了非常重要的中斷比如電源出現問題時，則可以臨時禁止接收中斷請求，而被接收了的中斷請求會保持到cpu對中斷做出響應。異常服務例程也是可以被打斷的，比如異常執行中可能出現硬體中斷，例如處理異常時進行磁碟io，此時磁碟出現了硬體中斷，則會打盹異常服務例程去進行硬體中斷處理。異常服務例程也是可以巢狀的，比如處理異常時又出現了缺頁異常，此時則會產生巢狀。
作業系統學習（三） 中斷概述
中斷分為外部硬體中斷 內部中斷和軟中斷。中斷也是作業系統的一種解決方案，那麼為什麼需要引入中斷機制呢。為了分享計算能力，處理器應當為多使用者多工提供硬體一級的支援。在單處理系統中，當乙個任務的執行時，還有其他多個任務等待獲取處理器來執行。當乙個任務等待輸入輸出時，應該把處理器轉給另乙個任務執行。但問...
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作業系統筆記（四）中斷
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