第六章-中断控制接口.ppt

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1、第六章中断控制接口2011/10东北大学计算机系统研究所第六章中断控制接口6.1中断系统概述6.28259A中断控制器习题外部中断:可屏蔽中断和非可屏蔽中断。内部中断:除法错等中断,软中断。INTn指令中断逻辑非屏蔽中断请求8259IRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQ51234067INTR(08~0FH)NMI(2)(70H~77H)单步(1)断点(3)溢出(4)TFIF6.1.1中断请求与中断源6.1中断系统概述除法错(0)实现中断嵌套:CPU在处理低级中断时,若出现更高级的中断请求,应暂停对较低级的中断的处理,转去处理较高级的中断。6.1中断系统概述

2、实现中断与返回:能够响应中断,转到相应的中断服务程序,处理结束后能够返回到断点处。实现优先级排队:多个中断源同时发出中断请求时,中断系统能够按优先级依次进行处理。6.1.2中断系统的功能CPU的中断是开放的:CPU只有在标志寄存器中的IF标志为1时才对外部中断请求信号(INTR)进行响应。CPU可通过STI、CLI指令对IF标志置1或清0。6.1中断系统概述有中断请求信号:主要指外部中断,如INTR、NMI。中断请求没有被屏蔽:每个中断源都可以在CPU的控制下发出中断请求信号(INTR),如8250的IER寄存器和OUT0、OUT1信号,8255A的PC2、4、6以及

3、8259的IMR。6.1.3中断响应-中断系统响应中断的条件CPU在现行指令执行完毕时才响应中断:满足以上条件的情况下关中断:CPU响应中断后,首先将标志寄存器入栈,然后关闭中断(IF置0),以防止在保存断点和保护现场之前再次响应中断。保存断点:将CS、IP推入堆栈,以保证中断结束时返回到断点处。根据中断向量(CPU发中断响应信号时获得的)查询中断向量表,得到中断服务子程序的首地址,并转去执行中断处理程序。6.1中断系统概述6.1.3中断响应-CPU中断响应过程6.1中断系统概述…IF=1……IF=1……IF=0…CSIPCSIP堆栈中断向量表CSIPCSIPCSIP

4、012…CSIP中断号(例如2)到CS:IP取出指令转入执行中断程序CPU中断响应过程模拟PCK:RAM奇偶错。NPI:8087异常。I/OCHCK:I/O通道奇偶错。INTn指令中断逻辑INTRNMI除法错单步断点溢出OFIFLS74QXD7DWRTNMIREGCK+5VRESETPCKNPII/OCHCKENABLE/OCK(OUT80HA0H)6.1中断系统概述6.1.4PC机中断系统INTn指令中断逻辑非屏蔽中断请求8259IRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQIRQ51234067INTR(08~0FH)NMI(2)除法错(70H~77H)单步断点溢出O

5、FIF计时器键盘级联COM2COM1LPT2软盘LPT1实时时钟硬盘IRQ14IRQ88259(2)(1)查出其它的中断源6.1中断系统概述6.1.4PC机中断系统6.1中断系统概述0000:0000H0000:0003H0000:0004HIPCSIPCSIPCSIPCS0000:0007H0000:0008H0000:000BH0000:000CH0000:03FCH0000:03FFH中断0中断1中断2中断3中断255中断相量表中断相量:中断子程序的首地址开机或者复位时由BIOS将10H~1FH号中断的首地址写入表中。6.1中断系统概述中断相量表的初始化执行引导

6、程序时由操作系统将20H~2FH号中断的首地址写入表中。用户应用程序中的中断服务子程序的首地址,由主程序通过INT21H和INT27H指令将其写入表中。中断程序一般都常驻内存。中断描述符表IDT8字节中断0的门中断1的门中断2的门IDTRGDT…门描述符(中断描述符)偏移量16~31访问字节选择子偏移量0~156.1中断系统概述调用门:允许较低级的程序调用(CALL)较高级的程序(如操作系统)。(在GDT中)任务门:允许从特权级较低的任务切换(CALL或中断,如按时间片)到特权级较高的任务。(在GDT、IDT中)陷阱门:所访问的是异常处理子程序。(在IDT中)中断门:

7、用于访问中断处理程序。与陷阱门的区别是中断处理之前清IF,而陷阱门不管IF的状态。(在IDT中)6.1中断系统概述第六章中断控制接口6.28259A中断控制器6.1中断系统概述习题6.2.18259A的引脚8259AD0~D7RDWRCSA0INTINTA…..IRQ0IRQ1IRQ7CAS0CAS1CAS2级联SP/EN主从/缓冲中断源6.28259A中断控制器6.2.28259A的内部结构及中断响应顺序IRQ0IRQ1IRQ7IRRIMR优先级分析器ISR比较器ICW2中断向量INTINTAD0~76.28259A中断控制器外部设备提出中断请求(

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