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[TOC]

1.中断引入

中断传送方式的思想是：CPU在程序中安排好在某一刻启动某一台外部设备，然后CPU继续执行原来的程序，一旦外部设备完成数据传送的准备工作，便主动向CPU发出一个中断请求，请求CPU为自己服务。在可以相应中断的条件下，CPU暂时中止正在执行的程序，转去执行中断服务程序为中断请求者服务，在中断服务程序中完成一次主机于外部设备之间的数据传送。传送完成后，CPU返回原来的程序，从断点处继续执行

2.中断请求和判优

1. 中断请求的提出

   由于每个中断源向CPU发出中断请求的时间是随机的，为了记录中断事件并区分不同的中断源，采用具有存储功能的触发器来记录中断源，称为中断请求触发器

   多个中断请求触发器构成一个中断请求寄存器，中断请求寄存器的内容称为中断字或中断码，中断字为1表示对应的中断源有中断请求

2. 中断请求的传送

   1. 独立请求线：每个中断源单独设置中断请求线将信号送往CPU

      1. 优点：CPU在节到中断请求的同时也就知道了中断源是谁，其中断服务程序的入口地址在哪里。有利于实现向量中断，提高中断的响应速度。
      2. 缺点：硬件代价较大，且CPU所能连接的请求线数目有限，难以扩充

   2. 公共请求线：多个中断源共有一条中断请求线

      1. 优点：中断源的数目可随意扩充
      2. 缺点：CPU接到中断请求后，必须通过软件或硬件方法识别中断源，然后再找出终端服务程序的入口地址

   3. 二维结构：同一优先级采用一根公共的请求先，不同请求线上的中断优先级不同

3.中断响应与处理

3.1响应条件

1. CPU接收到中断请求信号
2. CPU允许中断
3. 一条指令执行完毕：一般情况下，CPU会在一条指令执行完毕，且没有更急迫的任务时才能响应中断请求

3.2中断隐指令

什么是中断隐指令：CPU响应中断之后，会经过某些操作，转去执行中断服务程序，这些操作是由硬件直接实现的，称为中断隐指令 中断隐指令完成哪些操作： 1. 保存断点：为了保证在中断服务程序执行完毕后能正确返回原来的程序，必须将原来程序的断点（程序计数器的内容）保存起来 2. 暂不允许中断：为了使在用软件保护中断现场时，不被新的中断被打断 3. 引出终端服务程序：实质就是取出中断服务程序的入口地址，送到程序计数器PC ## 3.3中断周期 1. 关中断 2. 修改栈指针 3. 断点进栈 4. 中断服务程序入口地址存入PC 5. 执行中断服务程序 # 4.允许禁止中断 允许中断和禁止中断是用CPU中的中断允许触发器控制 允许中断即是开中断，下列情况应开中断： > 1. 已响应中断请求转向中断服务程序，在保护完中断现场后，当中断允许触发器被置位有效位 > 2. 在中断服务程序执行完毕，将返回被中断程序之前，为能再次响应中断请求做准备 禁止中断即关中断，有下列情况应关中断： > 1. 当响应某一级中断请求，不再允许被其他中断请求打断时 > 2. 在中断服务程序的保护和恢复现场之前，使处理现场工作不至于被打断 # 5.中断屏蔽 中断源发出中断请求后，这个中断请求不一定能真的送到CPU中，在有些情况下，可以用程序方式有选择的封锁部分中断，这就是中断屏蔽 > 如果给每个中断源相应地配备一个中断屏蔽触发器，则每个中断请求信号在送往判优前还要受中断屏蔽触发器的控制，各中断屏蔽触发器组成一个中断屏蔽寄存器，其内容称为屏蔽字或屏蔽码，由程序来设置 具体来说，用程序设置的方法将中断屏蔽寄存器中的某一位置1，则对应的中断请求被封锁，无法参加排队判优；只有中断屏蔽寄存器中的某一位置为0，才允许中断请求送往CPU

6.中断升级

将原本级别较低的中断源变成较高的级别，称为中断升级

中断响应次序：由硬件排队电路决定，无法改变。

中断处理次序：可以由屏蔽码来改变

一般来说，屏蔽字中1越多，其优先级越高，屏蔽字按行看

7.程序中断处理过程

1. 关中断：让CPU进入不可再次响应中断的过程
2. 保存断点：将当前程序计数器中的内容保存起来
3. 识别中断源，转向中断服务程序：在多个中断源同时请求中断的情况下，响应优先级最高的那个
4. 保存现场，交换屏蔽字：
5. 开中断：允许更高级的中断请求得到响应，实现中断嵌套
6. 执行中断服务程序主体
7. 关中断：为了在恢复现场和屏蔽字时不被中断打断
8. 恢复现场和屏蔽字
9. 开中断
10. 中断返回