操作系统基本概念.1
中断，异常，系统调用
先分析第一个：
中断的作用：中断会使CPU由用户态变为内核态，是操作系统重新夺回对CPU的控制权。
因为CPU上回运行两种程序，一个是操作系统的内核程序，另一个是应用程序。
在合适的情况下，操作系统的内核会把CPU的使用权主动让给应用程序。（这个在后面的时候会学到）。
“中断”是操作系统内核夺回CPU使用权的唯一途径。
如果没有“中断”机制，那么一旦在应用程序上CPU运行，CPU就会一直运行这个应用程序，也就是一直占用着，不想还给操作系统。这个显然是不对的，所以我们要采取“中断”强制夺回CPU的使用权。
中断的类型：
中断可以分为内中断和外中断。但是狭义的中断就是外中断，内中断也被称之为“异常”。
内中断：来源于CPU内部，与当前的指令有关。
例子：试图在用户态喜爱执行特权指令，执行除法指令时候发现除数为0，有时候应用程序想请求操作系统内核的服务，此时会执行一条特殊的指令——陷入指令（trap），该指令会引发一个内部中断的信号。
异常划分：
陷进，陷入，故障，终止。
陷进：由陷入指令引发，是应用程序故意引发。
故障：由错误条件引起的，可能被内核程序修复。内核程序修复故障后会把CPU使用权还给应用程序，让它继续执行下去。如：缺页故障。（后续会补充）
终止：由致命错误引起，内核程序无法修复该错误，因此一般不再将CPU使用权还给引发终止的应用程序，而是直接终止该应用程序。 如：整数除0、非法使用特权指令。
外中断：和内中断对立，和当前执行的指令无关，中断信号来源于CPU外部。
例子：时钟中断——由时钟部件发来的中断信号，I/O中断——由输入/输出设备发来的中断信号。
中断的基本原理：
不同的中断信号，需要用不同的中断处理程序来处理，当CPU检测到中断信号后，会根据终端信号的类型去查询“中断向量表”，希望通过这样找到中段处理程序在内存中的存放位置。
补充：中断处理程序一定是内核程序，需运行在“内核态”。（为什么一定要运行在内核态呢？）
这里提个问题，在下一个文章会进行回答。
系统调用：
我们知道操作系统是计算机资源的管理者，那么是不是一位置应用程序不具备使用计算机的资源，但是如果有程序想使用硬件的时候应该怎么办？——系统调用。
个人理解：应用程序，通过提供参数，实现系统调用达到自己的目的，在此过程中会有安全措施正在进行防卫着，以防止非法的操作。
系统调用是操作系统提供给应用程序（编程人员/程序员）使用的接口，可以理解为一种可以供给应用程序调用的特殊的函数，应用程序可以通过系统调用来请求会的操作系统的内核服务。
系统调用和库函数的区别：
个人理解：库函数封装了一系列的系统调用，方便我们进行使用，同时还有为了避免我们直接对资源的管理，造成错误。
什么功能要用系统调用实现？
应用程序通过系统调用请求操作系统的服务，而系统中的各种共享资源都有操作系统内核同一掌管，因此凡是与共享资源有关的操作（存储分配/ I/O操作，文件管理等）都必须通过系统调用的方式想操作系统内核提出服务请求，由操作系统内核代为完成，这样可以保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法的操作。
过程：
传递系统调用参数->执行陷入指令（用户态）->执行相关的请求内核程序处理系统调用（和心态）->返回应用程序。
陷入指令是指用户程序所依靠的指令，用于发起系统调用，请求操作系统提供服务。 陷入指令有其中一点特殊在于，其只能在用户态下执行，而不可以在核心态下执行。 用户程序执行陷入指令，相当于把CPU的使用权主动交给了操作系统内核程序（CPU状态会从用户态切换到核心态），之后操作系统内核程序再对系统调用请求做出相应的处理。处理完成后，操作系统内核程序又会把CPU的使用权还给用户程序（即CPU状态从核心态切换到用户态）。 总结一下：
陷入指令是再用户态执行的，执行陷入指令之后，立即引发一个内中断，从而CPU进入核心态
发出系统调用请求是再用户态，而对系统调用的相应处理是再核心态下进行
陷入指令是唯一一个只能再用户态，而不可再核心态执行的指令
注意：陷入指令是在用户态执行的，执行陷入指令后立即引发一个内中断，是CPU进入核心态。
发出系统调用请求是在用户态，而对系统调用的相应处理则是在核心态下进行的。
