操作系統筆記一:中斷、異常和陷入機制


  中斷/異常/陷入機制是操作系統由用戶態轉為內核態的唯一途徑,是操作系統的驅動力。

  中斷、異常機制有以下特征:

  1. 隨機發生
  2. 自動處理(硬件完成)
  3. 可恢復

  中斷、異常的區別:

  • 中斷屬外部事件,是正在運行的程序所不期望的
  • 異常由正在執行的指令引發

  在中斷、異常過程中,軟件和硬件分別擔任什么角色:

  • 硬件--中斷/異常響應
  • 軟件--中斷/異常處理程序

  中斷/異常的引入目的:

  • 中斷的引入是為了CPU與設備之間的並行操作
  • 異常的引入是為了表示CPU執行指令時本身出現的問題

  一個故事:小明在看書,突然來了個電話,接完電話繼續看書,這是中斷;小明在看書,感覺口渴了,喝了水接着看書,這是異常。

  類別 原因 同步/異步 返回行為
中斷 中斷(interrupt) 來自I/O設備或其他硬件部件 異步 總是返回到下一條指令
異常

陷入(trap)

有意識安排的 同步 返回到下一條指令
故障(fault) 可恢復的錯誤 同步 返回到當前指令
終止(abort) 不可恢復的錯誤 同步 不會返回

  故障與陷入:

  • 缺頁異常(page fault),由於是fault,所以當缺頁異常處理完成之后,還會去嘗試重新執行那條觸發異常的指令(那時多半情況是不再缺頁)
  • 斷點處理,用於調試中,遇到斷點會停下來等待你的處理,等到你讓其重新執行了,就直接執行下一條指令

  完、


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