第13章 中断与系统调用 操作系统.pdf

第第1313章章中断与系统调用中断与系统调用 实验目的实验目的实验目的实验目的 加深对中断机制和系统调用原理的理解加深对中断机制和系统调用原理的理解 深入深入了解系统调用的执行流程了解系统调用的执行流程 学会学会学会学会增加系统调用及向内核添加内增加系统调用及向内核添加内增加系统调用及向内核添加内增加系统调用及向内核添加内核函数核函数核函数核函数 2 主要内容主要内容主要内容主要内容 背景知识背景知识 中断机制中断机制 系统调用系统调用 实验内容实验内容 记录系统调用的使用次数记录系统调用的使用次数 3 中断概念中断概念中断概念中断概念 内核的一个主要功能就是处理硬件内核的一个主要功能就是处理硬件 处理器速度一般比外设快很多处理器速度一般比外设快很多处理器速度一般比外设快很多处理器速度一般比外设快很多 内核必须处理其他任务，只有当外设真正完成了准备好内核必须处理其他任务，只有当外设真正完成了准备好 了时了时了时了时CPUCPUCPUCPU才转过来处理外设才转过来处理外设才转过来处理外设才转过来处理外设 也可以用也可以用轮询轮询的方式来处理，但显然效率不高的方式来处理，但显然效率不高 中断机制中断机制中断机制中断机制就是满足上述条件的一种解决办法就是满足上述条件的一种解决办法就是满足上述条件的一种解决办法就是满足上述条件的一种解决办法 中断中断 直接处理由硬件发过来的中断信号直接处理由硬件发过来的中断信号直接处理由硬件发过来的中断信号直接处理由硬件发过来的中断信号 CPUCPU停止正在执行的指令，转而执行中断服务例程停止正在执行的指令，转而执行中断服务例程 中断中断中断中断服务例程一般服务例程一般在在在在CPUCPU 的的中断中断中断中断方式下运行查方式下运行查看看看看相应相应 设备的状态寄存器变化，并做相应操作设备的状态寄存器变化，并做相应操作 当中断处理完毕以后，当中断处理完毕以后，CPUCPU将恢复到以前的状态，继将恢复到以前的状态，继 续执行中断处理前正在执行的指令续执行中断处理前正在执行的指令续执行中断处理前正在执行的指令续执行中断处理前正在执行的指令 4 中断与异常中断与异常中断与异常中断与异常 中断（外中断）中断（外中断） 异步的异步的异步的异步的，，，，来自处理器之外的中断信号来自处理器之外的中断信号来自处理器之外的中断信号来自处理器之外的中断信号，，，，在程序执行的任何时候可能在程序执行的任何时候可能在程序执行的任何时候可能在程序执行的任何时候可能 出现出现 会改变处理器执行指令的顺序会改变处理器执行指令的顺序 通常与通常与CPUCPU芯片内部芯片内部//外部硬件电路产生的电信号相对应外部硬件电路产生的电信号相对应 异常（内中断）异常（内中断） 同步的同步的，在（特殊的或出错的）指令执行时由，在（特殊的或出错的）指令执行时由CPUCPU控制单元产生控制单元产生 内核为每个异常提供了一个专门的异常处理程序内核为每个异常提供了一个专门的异常处理程序 异常处理程序的执行一般依赖于执行程序的当前现场异常处理程序的执行一般依赖于执行程序的当前现场异常处理程序的执行一般依赖于执行程序的当前现场异常处理程序的执行一般依赖于执行程序的当前现场，，，，不能被屏蔽不能被屏蔽不能被屏蔽不能被屏蔽 掉，一旦出现应立即响应并进行处理掉，一旦出现应立