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（