中断及中断功能调用

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1、7中断及中断功能调用主讲：傅中君7中断及中断功能调用7.1中断概述7.28086中断系统7.3中断功能调用概述7.4键盘输入中断调用7.5显示器输出中断调用7.6磁盘文件管理7.1.1中断的基本概念什么是中断?与生活场景的比较正在看书电话铃响接电话继续看书执行程序事件发生事件处理继续执行程序中断处理中断请求及响应实际场景计算机中断返回7.1概述中断的定义CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序(称为中断服务程序或中断处理程序)，以处理该事件，该事件处理完后

2、又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。中断源引起CPU中断的事件——中断源。例如：外设——请求输入输出数据，报告故障等事件——掉电、硬件故障、软件错误、非法操作、定时时间到等中断源分为：外部中断、内部中断内部中断：CPU内部执行程序时自身产生的中断外部中断：CPU以外的设备、部件产生的中断8086/8088的外部中断信号：INTR、NMIINTR——可屏蔽中断请求，高电平有效，受IF标志的控制。IF=1时，执行完当前指令后CPU对它作出响应。NMI——非屏蔽中断请求，上升沿有效，任何时候CPU都要响应此中断请求信号。为何计算

3、机中要引入中断？提高数据传输率；避免了CPU不断检测外设状态的过程，提高了CPU的利用率。实现对特殊事件的实时响应。如多任务系统操作系统中：缺页中断设备中断各类异常实时时钟等中断系统的功能（1）为了加强中断系统的灵活性，对于各种中断请求，应具有屏蔽和开放的功能，使程序员可以灵活控制。（2）具有“中断级别”的判断和控制功能，即能实现中断源排队。当多个中断源申请中断时，能根据事先的设定及时响应中断。（3）能实现中断嵌套，即高级别的中断能中断较低级别的中断。（4）系统响应中断后，能自动进行中断处理。中断过程五个步骤：中断请求中断判优(有时

4、还要进行中断源识别)中断响应中断服务中断返回以下以外部中断为主介绍这五个步骤。7.1.2中断过程与中断管理1）中断请求外设接口（中断源）发出中断请求信号，送到CPU的INTR或NMI引脚；中断请求信号：边沿请求，电平请求例如，NMI为边沿请求，INTR为电平请求中断请求信号应保持到中断被处理为止；CPU响应中断后，中断请求信号应及时撤销。在8086/8088系统中，外设的中断要经过8259A可编程中断控制器(PIC)的排队判优后向CPU发出：(I/O接口)→PIC→CPU2）中断源识别计算机中的中断源有很多，CPU必须识别是哪一个设

5、备产生中断。识别中断源有两个方法：软件查询。将中断信号从数据总线读入用程序进行判别。中断矢量法。由中断源提供中断类型号，CPU根据类型确定中断源。（8086/8088即采用此种方法）3）中断判优多个中断源产生中断，CPU首先为谁服务？——中断优先级排队问题。中断优先级控制要处理两种情况：对同时产生的中断：应首先处理优先级别较高的中断；若优先级别相同，则按先来先服务的原则处理；对非同时产生的中断：低优先级别的中断处理程序允许被高优先级别的中断源所中断——即允许中断嵌套。中断优先级的控制方法硬件判优——链式判优、并行判优（中断向量法）软

6、件判优——顺序查询中断请求，先查询的先服务（即先查询的优先级别高）通常将中断判优与中断源识别合并在一起进行处理。x86系统中，这项任务由PIC和CPU共同完成。链式判优电路原理图INTAinCPUINTAINTR外设1外设2外设接口1菊花链逻辑电路外设接口2外设3外设接口3≥1菊花链逻辑电路菊花链逻辑电路┇IREQIREQIREQ中断确认INTAinINTAin中断确认中断确认菊花链逻辑电路INTAinIREQINTR&=1≥1INTAoutDB三态门中断向量码E外设接口中断确认菊花链逻辑电路3）中断响应在每条指令的最后一个时钟周期

7、，CPU检测INTR或NMI信号。若以下条件成立，则CPU响应中断：当前指令执行完。对INTR，还应满足以下条件当前指令是STI和IRET，则下条指令也要执行完。当前指令带有LOCK、REP等指令前缀时，则把它们看成一个整体，要求完整地执行完；对INTR，CPU应处于开中断状态，即IF=1；当前没有复位(RESET)和保持(HOLD)信号。若NMI和INTR同时发生，则首先响应NMI。3）中断响应（续）CPU中断响应时，要做下述三项工作：向中断源发出INTA#中断响应信号；断点保护，包括CS、IP和PSW（FLAGS）。这主要是保证

8、中断结束后能返回被中断的程序。获得中断服务程序首地址（入口）。如何得到中断处理程序的首地址？固定入口法中断向量法4）中断处理（中断服务）中断服务子程序特点为”远”过程（类型为FAR）要用IRET指令返回中断服务子程序要做的工作保护现场