文章目录
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- 1：系统启动流程
- 2：中断、异常和系统调用比较
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- 1. 为什么需要中断、异常和系统调用
- 2. 概念总结
- 3. 系统调用
1：系统启动流程
启动流程
加载程序会按照下图的流程将控制权转给操作系统内核
2：中断、异常和系统调用比较
1. 为什么需要中断、异常和系统调用
在计算机系统中，内核是被信任的第三方，可以在里面做对计算机系统里的任何内容的控制，而且可以执行它的特权指令。这种信任并不是指内核和外界隔离，它还需要为上面的应用程序提供服务。也就是说它必须对外界提供某种访问的接口或者打交道的通道。
2. 中断和异常解决的问题
- 解决当外设与系统有交互时的处理问题
- 应用程序执行碰到意外时，由异常来处理
3. 系统调用希望解决的问题
- 解决应用程序既能方便的调用系统服务，又不至于用户的行为影响内核的安全。
4. 内核的进入和退出
操作系统和外界打交道基本就是通过中断、异常、和系统调用这三个接口
内核的进入和退出共有3种情况
情况1：和外界硬件打交道
在键盘敲入了一定数据后，必须通过
中断
通知内核，内核通知驱动来实现与设备进行数据交互。
情况2：代码执行出错
比如说存储访问指令访问到某一个存储单元，但这个单元并不允许访问，这时候就需要
异常处理机制
，把控制权交给内核。
情况3：正常情况下
应用程序会使用函数库，这时候和内核不打交道。但是内核、函数库、应用程序会间接的通过
接口使用操作系统内核的服务。比如说应用程序需要读写数据到外部设备，应用程序通过系统调用接口所提供的函数进入内核，内核把相应的数据读出来返回给应用程序系统调用
2. 概念总结
- 系统调用：应用程序主动向操作系统发出的服务请求
- 异常：非法指令或者其他原因导致当前指令执行失败后的处理请求
- 中断：来自硬件设备的处理请求
区别比较
3. 系统调用
操作系统服务的编程接口，通常由高级语言编写（C或者C++） ，我们在写程序的时候，通常不直接使用系统调用，而是把系统调用封装到一个库里面，比如说标准c库，应用程序是通过访问这些库里的库函数来实现的。常见的应用编程接口：
Java API 用于JAVA虚拟机，让虚拟机的应用程序间接的转到我的系统调用接口上。
系统调用时，有堆栈切换和特权级的切换以保证内核正常，函数调用时，常规调用时没有堆栈切换。
虽然系统调用比函数调用安全，但是系统调用比函数调用多了很多开销(主要是在内核态和用户态的切换上)，一是切换的引导机制，二是第一次调用时会建立内核堆栈，三是验证参数。