【正文】 （ 8） PSW和 PC被恢復(fù)成中斷前的值，處理器開始一個(gè)新的指令周期，中斷處理結(jié)束 中斷處理（ 2） 簡(jiǎn)單的中斷處理過(guò)程 多個(gè)中斷的處理（ 1） 若中斷處理過(guò)程中又發(fā)生中斷，引起多中斷處理問(wèn)題 兩種策略方法： ? 第一種： 處理一個(gè)中斷時(shí)禁止中斷，對(duì)任何新中斷置之不理，在這期間發(fā)生的中斷將保持掛起狀態(tài) 當(dāng)再次允許中斷時(shí)，新中斷信號(hào)被處理器檢測(cè)到 ? 軟件實(shí)現(xiàn)方法： 在任何中斷處理前使用禁止中斷指令 在處理結(jié)束后開放中斷指令 所有中斷嚴(yán)格按照發(fā)生順序處理 不考慮中斷緊急程度，無(wú)法達(dá)到較嚴(yán)格時(shí)間要求 多中斷處理第一種策略方法 ? 第二種： 中斷按照優(yōu)先度分級(jí) 允許優(yōu)先級(jí)高中斷打斷優(yōu)先級(jí)低的中斷處理過(guò)程 這樣中斷優(yōu)先級(jí)技術(shù)將引起中斷處理的嵌套 只要合適地定義中斷的優(yōu)先級(jí)別 方法一的弊端大都可以克服 多個(gè)中斷的處理（ 2） 用戶程序 低級(jí)中斷高級(jí)中斷多中斷處理第二種策略方法 典型的中斷處理（ 1）： I/O中斷 由 I/O設(shè)備的控制器或者通道發(fā)出 兩類 I/O中斷： ? I/O操作正常結(jié)束 如果要繼續(xù) I/O操作 ， 需要在準(zhǔn)備好以后重新啟動(dòng) I/O，若請(qǐng)求 I/O程序正處于等待 I/O狀態(tài) ， 則應(yīng)將其喚醒 ? I/O異常 需要重新執(zhí)行失敗的 I/O操作 重試次數(shù)有上限 ， 次數(shù)過(guò)大 ， 系統(tǒng)將判定硬件故障 系統(tǒng)多道能力的重要推動(dòng)力量 ， 時(shí)鐘中斷處理程序通常做與系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn) 、 管理和維護(hù)相關(guān)的工作 ， 包括： ? 維護(hù)軟件時(shí)鐘：系統(tǒng)有若干個(gè)軟件時(shí)鐘 ， 控制定時(shí)任務(wù)以及進(jìn)程的處理器時(shí)間配額 ， 時(shí)鐘中斷需要維護(hù) 、定時(shí)更新這些軟件時(shí)鐘 ? 處理器時(shí)間調(diào)度：維護(hù)當(dāng)前進(jìn)程時(shí)間片軟件時(shí)鐘 ， 并在當(dāng)前進(jìn)程時(shí)間片到時(shí)以后運(yùn)行調(diào)度程序選擇下一個(gè)被調(diào)度的進(jìn)程 ? 控制系統(tǒng)定時(shí)任務(wù)：通過(guò)軟件時(shí)鐘和調(diào)度程序定時(shí)激活一些系統(tǒng)任務(wù) ， 如監(jiān)測(cè)死鎖 、 系統(tǒng)記帳 、 系統(tǒng)審計(jì)等 ? 實(shí)時(shí)處理 典型的中斷處理 （ 2） ： 時(shí)鐘中斷 典型的中斷處理（ 3） ： 硬件故障中斷 硬件故障中斷處理程序一般需要做的工作： ? 保存現(xiàn)場(chǎng) ， 使用一定警告手段 ， 提供些輔助診斷信息 ? 在高可靠系統(tǒng)中 ， 中斷處理程序還要評(píng)估系統(tǒng)可用性 ， 盡可能恢復(fù)系統(tǒng) 如 Windows 2022/XP， 關(guān)鍵硬件發(fā)生故障時(shí) ， 如顯示卡損壞 ， 出現(xiàn)系統(tǒng)藍(lán)屏 ， 系統(tǒng)實(shí)際上進(jìn)入相應(yīng)故障處理程序 ， 發(fā)現(xiàn)故障不可恢復(fù) ， 則在屏幕上打印出發(fā)生故障時(shí)程序位置 ， 并開始進(jìn)行內(nèi)存轉(zhuǎn)儲(chǔ) （ 將一定范圍的內(nèi)存內(nèi)容寫上磁盤 ， 是系統(tǒng)故障時(shí)的全系統(tǒng) “ 快照 ” ） ， 備日后故障診斷 程序指令出錯(cuò) 、 指令越權(quán)或者指令尋址越界而引發(fā) 兩類處理方法： ? 只能由操作系統(tǒng)的相關(guān)擴(kuò)展功能模塊完成 多為程序試圖作不能做的操作引起的系統(tǒng)保護(hù) 如訪問(wèn)合法的 、 但不在內(nèi)存虛地址內(nèi) ， 引發(fā)頁(yè)故障頁(yè)故障一般會(huì)引發(fā) OS虛存模塊作一個(gè)頁(yè)面換入 ? 可由程序自己完成 ， 如一些算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)誤 不同程序可有不同處理方法 ， 所以很多 OS提供由用戶自己處理這類中斷的 “ 綠色通道 ” 系統(tǒng)調(diào)試中斷 （ 斷點(diǎn)中斷 、 單步跟蹤 ） 也可被用戶程序處理 ，用以支持各種程序調(diào)試 典型的中斷處理 (4)： 程序性中斷 典型的中斷處理 (5)：系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求（自愿性中斷） 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求由處理器專用指令（訪管指令）激發(fā) ? 如 x86處理器提供 int指令，用來(lái)激發(fā)軟件中斷 ? 其他不少處理器則提供系統(tǒng)調(diào)用指令 syscall 執(zhí)行專用指令的結(jié)果是系統(tǒng)被切換到管態(tài)，并且轉(zhuǎn)移到一段專門 OS程序處開始執(zhí)行 ? 指令格式通常是指令名加請(qǐng)求服務(wù)識(shí)別號(hào)（中斷號(hào)） ? OS利用處理器提供的這種接口建立系統(tǒng)服務(wù)體系 ? 處理器一般不負(fù)責(zé)定義系統(tǒng)調(diào)用所傳遞的參數(shù)格式 ? DOS： 21h號(hào)中斷的系統(tǒng)服務(wù)功能以及參數(shù)列表 現(xiàn)代操作系統(tǒng)一般不提供直接使用系統(tǒng)調(diào)用指令的接口 ， 通常做法：提供一套方便 、 實(shí)用的應(yīng)用程序函數(shù)庫(kù) （ 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)接口 API） ? 從應(yīng)用層面重新封裝系統(tǒng)調(diào)用 ? 屏蔽復(fù)雜的系統(tǒng)調(diào)用傳參問(wèn)題 ? 高級(jí)語(yǔ)言接口 ， 有助于快速開發(fā) 有的系統(tǒng)在更高層面提供系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)模板庫(kù)和類庫(kù) 如 Windows 2022/XP提供封裝系統(tǒng)用 Win32 API和高層編程機(jī)制 MFC以及 ATL Linux提供封裝系統(tǒng)調(diào)用 、 符合 POSIX標(biāo)準(zhǔn) API和 C運(yùn)行庫(kù) 典型的中斷處理 (6)： 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求實(shí)例 設(shè)備控制器或其他系統(tǒng)硬件發(fā)出中斷 處理器完成當(dāng)前指令的執(zhí)行 處理器接受中斷 處理器將 PSW和PC推入系統(tǒng)堆棧 處理器根據(jù)中斷類型讀入新的 PC值 中斷系統(tǒng)硬件完成的工作 保存進(jìn)程狀態(tài)的其余信息 進(jìn)程中斷 恢復(fù)進(jìn)程狀態(tài)信息 從系統(tǒng)堆?；謴?fù)原PSW和 PC 中斷系統(tǒng)軟件完成的工作 強(qiáng)迫性中斷事件 自愿性中斷事件 保存現(xiàn)場(chǎng)信息 保存現(xiàn)場(chǎng)信息 取出中斷碼 取出訪管號(hào) 分析中斷原因 分析何種系統(tǒng)調(diào)用 轉(zhuǎn)相應(yīng)處理程序 是否中斷嵌套 由系統(tǒng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 由系統(tǒng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 轉(zhuǎn)低級(jí)調(diào)度程序 返回上層中斷 返回目態(tài)程序 需要切換進(jìn)程 T F F T 四、 I/O技術(shù) I/O控制使用下面幾種技術(shù)： ? 程序控制 ? 中斷驅(qū)動(dòng) ? 直接存儲(chǔ)器存取 （ DMA） ? 通道 程序控制 I/O技術(shù) 由處理器提供 I/O相關(guān)指令來(lái)實(shí)現(xiàn) ? I/O處理單元處理請(qǐng)求并設(shè)置 I/O狀態(tài)寄存器相關(guān)位 ? 不中斷處理器 ， 也不給處理器警告信息 ? 處理器定期輪詢 I/O單元的狀態(tài) ， 直到處理完畢 I/O軟件包含直接操縱 I/O的指令 ? 控制指令 : 用于激活外設(shè) ， 并告訴它做什么 ? 狀態(tài)指令 : 用于測(cè)試 I/O控制中的各種狀態(tài)和條件 ? 數(shù)據(jù)傳送指令 : 用于在設(shè)備和主存之間來(lái)回傳送數(shù)據(jù) 主要缺陷：處理器必須關(guān)注 I/O處理單元的狀態(tài) ， 因而耗費(fèi)大量時(shí)間輪詢信息 ， 嚴(yán)重地降低了系統(tǒng)性能 中斷驅(qū)動(dòng) I/O技術(shù) 為了解決程序控制 I/O方法的主要問(wèn)題 應(yīng)該讓處理器從輪詢?nèi)蝿?wù)中解放出來(lái) 使 I/O操作和指令執(zhí)行并行起來(lái) 具體作法： 當(dāng) I/O處理單元準(zhǔn)備好與設(shè)備交互的時(shí)候 通過(guò)物理信號(hào)通知處理器 ， 即中斷處理器 DMA技術(shù)（ 1） 中斷的引入大大地提高了處理器處理 I/O的 效率 當(dāng)處理器和 I/O間 傳送數(shù)據(jù)時(shí)，效率仍舊不高 解決方法： 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn) （ DMA： Direct Memory Access） ? 通過(guò)系