中断与中断控制

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1、第六章中断与中断控制6.1中断的基本概念6.2中断源的识别与判优6.38259A可编程中断控制器6.480486CPU的中断机理6.580X86微机的硬件中断控制逻辑6.1中断的基本概念中断与中断类型中断优先级与中断嵌套CPU响应中断的条件中断处理过程6.1.1中断与中断类型中断的最初定义：作为计算机与外部设备交换信息的一种同步控制方式，中断是指执行当前程序的过程中，由于某种随机出现的外设请求，使CPU暂停(即中断)正在执行的程序而转去执行为外设服务的程序；当服务完毕后，CPU再返回到暂停处(即断点)继续执行原来的程序

2、。36.1.1中断与中断类型现在所谓的中断是一种广义的中断概念，它实质上应包括两大类：硬中断：由CPU外部事件引起的中断，又叫外中断。简称中断。①非屏蔽中断(NMI):一种为外部紧急请求提供服务的中断，不受CPU内部的中断允许标志IF的屏蔽；②可屏蔽中断(INTR):CPU用来响应各种异步的外部硬件中断的最常用方法，受CPU内部的IF的控制。4软中断：由CPU内部原因(指令或异常)引起的中断又叫内中断，统称为异常。①失效(Fault)--在引起失效的指令启动之后，执行之前被检测到，且在处理异常的程序执行完后退回该条指令

3、重新启动并执行完毕；②自陷(Trap)--在产生自陷的指令执行完后才被报告，且其中断服务程序结束后是返回到主程序中该条指令的下一条指令。③终止(Abort)--对引起异常的指令的确切位置无法确定的异常。这类异常用于报告严重错误，一般无法继续运行，只能终止，而由中断服务程序重新启动OS并重建系统表格。6.1.1中断与中断类型56.1.2中断优先级与中断嵌套当多个中断源同时申请中断时，CPU同一时刻只能响应一个中断源的申请，应按各中断源的轻重缓急程度来确定它们的优先级别。中断嵌套是指在优先级已定的情况下，低优先级的中断服务

4、程序可以被高优先级的中断源所中断，等高优先级的中断服务程序结束后，再返回去执行被中断的低优先级中断服务程序。66.1.2中断优先级与中断嵌套中断嵌套示意图：1#中断请求原主程序1#中断服务程序2#中断请求2#中断服务程序3#中断请求3#中断服务程序返回返回返回（中断优先级：3#＞2#＞1#）嵌套的级数原则上不限，只取决于堆栈深度，实际上与要求的中断响应速度也有关。响应响应响应76.1.3CPU响应中断的条件对中断源发出的中断请求是否响应，视CPU内中断和外中断有所不同：对内中断请求，可在当前指令执行前或执行后直接转入中

5、断周期，由内部硬件自动执行预定的操作；对外中断请求，通常必须满足以下条件才能响应：①置位了中断请求触发器---每个中断源对应一个，通过它来保持请求信号，直至中断响应。86.1.3CPU响应中断的条件②中断屏蔽触发器处于非屏蔽状态---在多中断源系统中，为增加中断控制的灵活性，一般为每个中断源都设置一个中断屏蔽触发器。具有中断屏蔽的中断接口AB15～0DB7～0RDWRINTRCPUAB7～0地址译码地址译码数据总线AB7～0&CS控制信号端口1RQDDQ+5V中断请求<中断屏蔽<数据（中断源）外设READY数据端口9

6、③CPU内部是中断开放的---CPU内部有中断允许触发器，只有当它为1时才能响应外部中断。(STI指令就是起这种作用的，使IF标志位置1)④没有更高优先级别的中断请求正在被响应或正发出、正挂起。⑤CPU正在执行的现行指令已经结束---因为CPU一定是在每条指令执行完后才采样INTR线而响应可能提出的中断请求。6.1.3CPU响应中断的条件106.1.4中断处理过程响应中断请求保护断点和现场开中断中断服务恢复现场开中断中断返回关中断116.1.4中断处理过程保护断点和现场为使中断处理程序不影响被中断程序运行，须首先将断点

7、处的有关各寄存器内容和标志位的状态压入堆栈保护起来，以便中断处理完毕后能返回原程序，从断点开始正确执行。要保护的断点现场内容通常包括：CPU的标志寄存器(FR)内容代表断点地址的程序计数器PC内容或代码段寄存器CS和指令指针(E)IP内容中断处理程序中将用到的各CPU内部寄存器内容开中断以便执行中断服务程序时，能响应更高级别的中断源请求。12完成I/O操作或异常事件处理，是整个中断处理程序的核心。中断服务关中断目的是保证在恢复现场时不被新的中断所打扰。恢复现场多数CPU是用POP指令把保存的断点信息从堆栈中弹出，以达到

8、恢复现场的目的中断返回使断点地址送回程序计数器或CS：(E)IP，继续执行被中断的程序。6.1.4中断处理过程13中断处理过程响应中断请求保护断点和现场开中断中断服务恢复现场开中断中断返回关中断上述一般中断处理流程中是否每步工作都要做，取决于具体的CPU种类。保护断点和现场中断服务恢复现场中断返回146.2中断源的识别与判优凡有多