中断、异常和系统调用比较

为什么操作系统需要中断、异常和系统调用:

  • 在计算机运行时,内核是被信任的第三方
  • 只有内核才可以执行特权指令
  • 方便应用程序

概念

接下来我们先简单了解一下三者的概念

系统调用(system call)

应用程序主动向操作系统发出的服务请求

异常(exception)

非法指令或者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

比较

源头

  • 中断:外设引起
  • 异常:应用程序意想不到的部分
  • 系统调用:应用程序请求操作系统提供服务

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,对应用程序是透明的
  • 异常:杀死或重新执行意想不到的程序执行
  • 系统调用:等待和持续

中断处理机制

软件处理

首先进行现场保存(由编译器完成),然后进行中断服务处理(中断服务例程完成),接着清除中断标记(中断服务例程),最后进行现场恢复(编译器)。

硬件处理

依据内部或者外部事件设置中断标志,然后依据中断向量调用相应的中断服务例程。