操作系统中的中断处理：优先级、多重中断与系统调用

本文主要探讨了操作系统中的中断优先级和多重中断概念，并介绍了操作系统的基本定义、功能、特征以及性能指标。操作系统作为计算机系统的核心，管理着系统资源，提供基本服务和用户接口，包括进程和作业管理、文件操作、设备管理、内存管理、信息维护和通信等功能。系统调用是操作系统与用户程序交互的重要方式，分为不同类别，如进程管理、文件操作等，并通过特定的参数传递机制实现。 中断是处理器响应外部或内部事件的一种机制。中断优先级决定了处理器如何响应多个同时发生的中断请求。高优先级的中断可以在低优先级中断处理过程中被响应，但为了防止干扰，可以通过屏蔽某些中断来禁止再发生中断。例如，在运行中断处理程序时，如果遇到更高优先级的中断，系统会保存当前中断处理的现场，转而去处理新的中断。如果在中断处理中出现程序性中断，通常表示处理程序有误，需要立即响应和处理。 系统调用的实现涉及到编写处理程序、建立入口地址表以及利用陷入处理机制来保存处理器状态。参数传递可以通过多种方式，如指令自带参数、寄存器或内存中的参数块。系统调用与普通过程调用在调用形式、代码位置、提供方式和实现上有显著区别。 计算机系统中的处理器分为单处理器和多处理器系统，后者可以进一步分为四种类型，根据指令流和数据流的不同组合。处理器状态通常包括管理状态（特权状态）和用户状态（用户模式），其中管理状态允许执行所有指令，而用户状态则限制了对某些资源的访问，以保护操作系统。 此外，机器指令集包括数据处理、转移、数据传送、移位和字符串以及I/O类指令。特权指令仅在管理状态下可执行，而非特权指令则可在用户模式下使用。程序状态字（PSW）寄存器记录了程序的基本状态，如程序计数器、条件码等，用于管理和控制程序执行。 操作系统是协调和控制计算机硬件和软件资源的核心组件，中断和系统调用是其关键机制，确保了高效、安全和可靠的操作。理解这些概念对于深入学习操作系统和进行系统级编程至关重要。