第10章 中斷與中斷管理新

1、第第1010章章第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容8086的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng) 21中斷概念中斷概念 13第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 10.1 10.1 中斷概念中斷概念 1 1、中斷中斷v 在在CPUCPU正常執(zhí)行程序的過(guò)程中，如果發(fā)生內(nèi)正常執(zhí)行程序的過(guò)程中，如果發(fā)生內(nèi)部部/ /外部事件或是程序預(yù)先安排的事件急需外部事件或是程序預(yù)先安排的事件急需CPUCPU處理時(shí)，處理時(shí)，CPUCPU會(huì)暫時(shí)中斷正在執(zhí)行的程會(huì)暫時(shí)中斷正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序。待事序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的事件處理

2、程序。待事件處理完畢后，件處理完畢后，CPUCPU再返回到被暫時(shí)中斷的再返回到被暫時(shí)中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為程序繼續(xù)執(zhí)行。這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為中斷中斷。v 中斷中斷是微處理器是微處理器CPUCPU與外部設(shè)備交換信息的與外部設(shè)備交換信息的一種方式，是一種方式，是CPUCPU處理隨機(jī)事件和外部請(qǐng)求處理隨機(jī)事件和外部請(qǐng)求的主要手段。的主要手段。 10.1.1 10.1.1 中斷與中斷源中斷與中斷源第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 1 1、中斷、中斷 v 最初，中斷技術(shù)引入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只是為了解決最初，中斷技術(shù)引入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只是為了解決快速的快速的CPUCPU與慢速的外部設(shè)備之間傳

3、送數(shù)據(jù)的矛與慢速的外部設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)的矛盾。盾。v 例如：打印輸出時(shí)，例如：打印輸出時(shí)，CPUCPU傳送數(shù)據(jù)的速度高，而傳送數(shù)據(jù)的速度高，而打印機(jī)打印的速度低。如果不采用中斷技術(shù)，打印機(jī)打印的速度低。如果不采用中斷技術(shù)，CPUCPU將經(jīng)常處于等待狀態(tài)，效率極低。采用中斷將經(jīng)常處于等待狀態(tài)，效率極低。采用中斷技術(shù)后，技術(shù)后，CPUCPU可以正常進(jìn)行其它的工作，只在打可以正常進(jìn)行其它的工作，只在打印機(jī)緩沖區(qū)中的當(dāng)前內(nèi)容打印完畢發(fā)出中斷請(qǐng)求印機(jī)緩沖區(qū)中的當(dāng)前內(nèi)容打印完畢發(fā)出中斷請(qǐng)求之后，才予以響應(yīng)。這時(shí)，之后，才予以響應(yīng)。這時(shí)，CPUCPU暫時(shí)停止執(zhí)行當(dāng)暫時(shí)停止執(zhí)行當(dāng)前程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行向緩沖區(qū)傳送數(shù)

4、據(jù)的程序，傳前程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行向緩沖區(qū)傳送數(shù)據(jù)的程序，傳送完成后又返回原來(lái)的程序執(zhí)行。這樣就大大地送完成后又返回原來(lái)的程序執(zhí)行。這樣就大大地提高了提高了CPUCPU的效率。的效率。第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 1 1、中斷、中斷 v 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，中斷技術(shù)不斷被隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，中斷技術(shù)不斷被賦予新的功能，它可以使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成賦予新的功能，它可以使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成如下功能：如下功能：CPUCPU與外部設(shè)備并行工作與外部設(shè)備并行工作實(shí)時(shí)信息處理實(shí)時(shí)信息處理故障檢測(cè)和自動(dòng)處理故障檢測(cè)和自動(dòng)處理分時(shí)處理分時(shí)處理第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 2 2、中斷源

5、、中斷源 v 產(chǎn)生中斷請(qǐng)求的設(shè)備或事件產(chǎn)生中斷請(qǐng)求的設(shè)備或事件稱(chēng)為稱(chēng)為“中斷源中斷源”。v 根據(jù)中斷源不同，中斷可分為三類(lèi)：根據(jù)中斷源不同，中斷可分為三類(lèi)：由計(jì)算機(jī)硬件異?；蚬收弦鸬闹袛?，也稱(chēng)由計(jì)算機(jī)硬件異常或故障引起的中斷，也稱(chēng)為為內(nèi)部異常中斷內(nèi)部異常中斷；程序中執(zhí)行了中斷指令引起的中斷，也稱(chēng)為程序中執(zhí)行了中斷指令引起的中斷，也稱(chēng)為軟件中斷或軟中斷軟件中斷或軟中斷；外部設(shè)備（如輸入、輸出設(shè)備）請(qǐng)求引起的外部設(shè)備（如輸入、輸出設(shè)備）請(qǐng)求引起的中斷，也稱(chēng)為中斷，也稱(chēng)為硬件中斷或外部中斷硬件中斷或外部中斷。第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 10.1.2 10.1.2 中斷系統(tǒng)的功能

6、中斷系統(tǒng)的功能 中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求中斷判優(yōu)中斷判優(yōu)中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷返回中斷返回中斷服務(wù)中斷服務(wù)第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v 中斷過(guò)程需要由計(jì)算機(jī)的軟、硬件共同完成，中斷過(guò)程需要由計(jì)算機(jī)的軟、硬件共同完成，能完成中斷過(guò)程的所有硬件和軟件構(gòu)成能完成中斷過(guò)程的所有硬件和軟件構(gòu)成中斷系中斷系統(tǒng)統(tǒng)。v 中斷系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：中斷系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：接收中斷請(qǐng)求接收中斷請(qǐng)求中斷源識(shí)別中斷源識(shí)別中斷源判優(yōu)中斷源判優(yōu)中斷嵌套中斷嵌套 中斷處理與返回中斷處理與返回10.1.2 10.1.2 中斷系統(tǒng)的功能中斷系統(tǒng)的功能 第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v 對(duì)于不同的微機(jī)

7、系統(tǒng)和不同的中斷方式對(duì)于不同的微機(jī)系統(tǒng)和不同的中斷方式（如軟件、硬件中斷），（如軟件、硬件中斷），CPUCPU進(jìn)行中斷處進(jìn)行中斷處理的具體過(guò)程不完全一樣。理的具體過(guò)程不完全一樣。 v 但都要經(jīng)過(guò)：請(qǐng)求中斷、中斷判優(yōu)、中但都要經(jīng)過(guò)：請(qǐng)求中斷、中斷判優(yōu)、中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回等階段。斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回等階段。 10.1.3 10.1.3 簡(jiǎn)單的中斷處理過(guò)程簡(jiǎn)單的中斷處理過(guò)程 第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 （1 1）中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置位）中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置位vCPUCPU只有在只有在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束后才會(huì)檢測(cè)有無(wú)中斷后才會(huì)檢測(cè)有無(wú)中斷請(qǐng)求發(fā)生，因此對(duì)于外部

8、中斷，中斷源要向請(qǐng)求發(fā)生，因此對(duì)于外部中斷，中斷源要向CPUCPU發(fā)發(fā)出中斷請(qǐng)求，就必須把自己的中斷請(qǐng)求信號(hào)保持到出中斷請(qǐng)求，就必須把自己的中斷請(qǐng)求信號(hào)保持到CPUCPU響應(yīng)，才可以清除。響應(yīng)，才可以清除。v故要求每一個(gè)中斷源都有一個(gè)中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，用故要求每一個(gè)中斷源都有一個(gè)中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，用于記錄中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，該觸發(fā)于記錄中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，該觸發(fā)器被置位，如下圖所示。器被置位，如下圖所示。1 1、CPUCPU響應(yīng)中斷的條件響應(yīng)中斷的條件第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 （2 2）中斷屏蔽觸發(fā)器置位）中斷屏蔽觸發(fā)器置位v在通常情況下，往往有多個(gè)中

9、斷源。在通常情況下，往往有多個(gè)中斷源。v在外設(shè)接口中，為每一個(gè)中斷源設(shè)置了一個(gè)中斷屏蔽在外設(shè)接口中，為每一個(gè)中斷源設(shè)置了一個(gè)中斷屏蔽觸發(fā)器，用來(lái)開(kāi)放或關(guān)閉中斷源的請(qǐng)求。觸發(fā)器，用來(lái)開(kāi)放或關(guān)閉中斷源的請(qǐng)求。v只有中斷屏蔽觸發(fā)器設(shè)置為只有中斷屏蔽觸發(fā)器設(shè)置為“1”1”時(shí)，外設(shè)的中斷請(qǐng)求時(shí)，外設(shè)的中斷請(qǐng)求信號(hào)才能被送到信號(hào)才能被送到CPUCPU，如下圖所示。，如下圖所示。1 1、CPUCPU響應(yīng)中斷的條件響應(yīng)中斷的條件第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 （3 3）中斷是開(kāi)放的）中斷是開(kāi)放的v外部中斷外部中斷是否響應(yīng)，還取決于是否響應(yīng)，還取決于CPUCPU是允許中斷還是是允許中斷還是禁止中

10、斷。禁止中斷。CPUCPU通過(guò)內(nèi)部設(shè)置的一個(gè)中斷允許觸發(fā)通過(guò)內(nèi)部設(shè)置的一個(gè)中斷允許觸發(fā)器（器（標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器FRFR的的IFIF位位），來(lái)開(kāi)放或關(guān)閉可屏蔽），來(lái)開(kāi)放或關(guān)閉可屏蔽中斷中斷INTRINTR。執(zhí)行執(zhí)行STISTI指令后，指令后，IFIF置置“1”1”，稱(chēng)為開(kāi)中斷，允，稱(chēng)為開(kāi)中斷，允許許CPUCPU響應(yīng)響應(yīng)INTRINTR請(qǐng)求；請(qǐng)求；執(zhí)行執(zhí)行CLICLI指令后，指令后，IFIF清清“0”0”時(shí)，稱(chēng)為關(guān)中斷，時(shí)，稱(chēng)為關(guān)中斷，禁止禁止CPUCPU響應(yīng)響應(yīng)INTRINTR請(qǐng)求。請(qǐng)求。1 1、CPUCPU響應(yīng)中斷的條件響應(yīng)中斷的條件第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 （4 4

11、）CPUCPU在執(zhí)行當(dāng)前指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期在執(zhí)行當(dāng)前指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期vCPUCPU在執(zhí)行在執(zhí)行當(dāng)前指令當(dāng)前指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期才去查詢(xún)的最后一個(gè)時(shí)鐘周期才去查詢(xún)INTRINTR引腳。引腳。v若查詢(xún)到該引腳信號(hào)為高電平，則表示收到有效中若查詢(xún)到該引腳信號(hào)為高電平，則表示收到有效中斷請(qǐng)求信號(hào)。斷請(qǐng)求信號(hào)。v在開(kāi)中斷（即在開(kāi)中斷（即IFIF1 1）的情況下，）的情況下，CPUCPU在下一個(gè)總線(xiàn)在下一個(gè)總線(xiàn)周期不進(jìn)入取指周期，而是進(jìn)入中斷響應(yīng)周期處理周期不進(jìn)入取指周期，而是進(jìn)入中斷響應(yīng)周期處理中斷。中斷。1 1、CPUCPU響應(yīng)中斷的條件響應(yīng)中斷的條件第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與

12、中斷管理 1 1、CPUCPU響應(yīng)中斷的條件響應(yīng)中斷的條件中斷響應(yīng)、服務(wù)中斷響應(yīng)、服務(wù)及返回流程圖及返回流程圖 第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 vCPUCPU進(jìn)入中斷響應(yīng)周期后，自動(dòng)完成如下操作：進(jìn)入中斷響應(yīng)周期后，自動(dòng)完成如下操作：（1 1）關(guān)閉中斷關(guān)閉中斷 vFRFR中的中斷標(biāo)志位中的中斷標(biāo)志位IFIF清零；清零；（2 2）保護(hù)斷點(diǎn)保護(hù)斷點(diǎn)v將當(dāng)前將當(dāng)前CSCS和和IPIP的內(nèi)容壓入堆棧保存，以便中斷處理的內(nèi)容壓入堆棧保存，以便中斷處理完畢后能返回被中斷的原程序繼續(xù)執(zhí)行；完畢后能返回被中斷的原程序繼續(xù)執(zhí)行；（3 3）送中斷類(lèi)型號(hào)送中斷類(lèi)型號(hào)v在中斷響應(yīng)周期的第二個(gè)總線(xiàn)周期中

13、，由中斷控制在中斷響應(yīng)周期的第二個(gè)總線(xiàn)周期中，由中斷控制器給出器給出中斷類(lèi)型號(hào)中斷類(lèi)型號(hào)，CPUCPU根據(jù)根據(jù)中斷類(lèi)型號(hào)中斷類(lèi)型號(hào)獲取中斷獲取中斷服務(wù)子程序的入口地址，并裝入服務(wù)子程序的入口地址，并裝入CSCS與與IPIP；v一旦裝入完畢，中斷服務(wù)程序就開(kāi)始執(zhí)行。一旦裝入完畢，中斷服務(wù)程序就開(kāi)始執(zhí)行。 2 2、CPUCPU對(duì)中斷的響應(yīng)對(duì)中斷的響應(yīng)第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序，就是為實(shí)現(xiàn)中斷源所期望達(dá)到的功能，就是為實(shí)現(xiàn)中斷源所期望達(dá)到的功能而編寫(xiě)的程序。而編寫(xiě)的程序。v步驟：步驟：（1 1）保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 為使中斷處理程序不破壞主程序中寄存器的內(nèi)

14、容，應(yīng)先將斷為使中斷處理程序不破壞主程序中寄存器的內(nèi)容，應(yīng)先將斷點(diǎn)處各寄存器的內(nèi)容壓入堆棧保護(hù)起來(lái)；點(diǎn)處各寄存器的內(nèi)容壓入堆棧保護(hù)起來(lái)；（2 2）中斷服務(wù)中斷服務(wù)不同的中斷請(qǐng)求，有各自不同的中斷服務(wù)內(nèi)容；不同的中斷請(qǐng)求，有各自不同的中斷服務(wù)內(nèi)容；需要根據(jù)中斷源所要完成的功能，事先編寫(xiě)相應(yīng)的中斷服務(wù)需要根據(jù)中斷源所要完成的功能，事先編寫(xiě)相應(yīng)的中斷服務(wù)程序存入內(nèi)存；程序存入內(nèi)存；（3 3）恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷處理完后，恢復(fù)主程序斷點(diǎn)處各寄存器的內(nèi)容。中斷處理完后，恢復(fù)主程序斷點(diǎn)處各寄存器的內(nèi)容。 3 3、CPUCPU對(duì)中斷的處理對(duì)中斷的處理第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v在中斷服

15、務(wù)子程序的最后，要開(kāi)中斷（在中斷服務(wù)子程序的最后，要開(kāi)中斷（CPUCPU能能響應(yīng)新的中斷請(qǐng)求）并安排一條中斷返回指令響應(yīng)新的中斷請(qǐng)求）并安排一條中斷返回指令I(lǐng)RETIRET。v執(zhí)行指令執(zhí)行指令I(lǐng)RETIRET后，之前壓入堆棧的斷點(diǎn)值及程后，之前壓入堆棧的斷點(diǎn)值及程序狀態(tài)字彈回到序狀態(tài)字彈回到CSCS、IPIP及及FLAGSFLAGS中，中，CPUCPU繼續(xù)執(zhí)繼續(xù)執(zhí)行主程序。行主程序。 4 4、中斷的返回、中斷的返回第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 10.1.4 10.1.4 中斷源識(shí)別及優(yōu)先權(quán)判斷中斷源識(shí)別及優(yōu)先權(quán)判斷1 1、中斷源識(shí)別中斷源識(shí)別v原因：原因： 當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)中斷

16、源時(shí)，一旦發(fā)生中斷，當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)中斷源時(shí)，一旦發(fā)生中斷，CPUCPU需確定是哪一個(gè)中斷源提出了中斷請(qǐng)求。需確定是哪一個(gè)中斷源提出了中斷請(qǐng)求。 v任務(wù)：任務(wù)： 確定該響應(yīng)的是哪個(gè)中斷源；確定該響應(yīng)的是哪個(gè)中斷源； 找到該中斷服務(wù)程序的入口地址。找到該中斷服務(wù)程序的入口地址。 第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 1 1、中斷源識(shí)別的方法、中斷源識(shí)別的方法（1 1）軟件查詢(xún)法軟件查詢(xún)法 v 任一中斷請(qǐng)求，都可向任一中斷請(qǐng)求，都可向CPUCPU發(fā)出發(fā)出INTRINTR信號(hào)；信號(hào)；v 將中斷請(qǐng)求信號(hào)相將中斷請(qǐng)求信號(hào)相“或或”后，作為后，作為INTRINTR信號(hào)。信號(hào)。第第1010章章 中斷

17、與中斷管理中斷與中斷管理 （1 1）軟件查詢(xún)法軟件查詢(xún)法v優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 硬件電路簡(jiǎn)單，無(wú)需優(yōu)先權(quán)的硬件排隊(duì)電硬件電路簡(jiǎn)單，無(wú)需優(yōu)先權(quán)的硬件排隊(duì)電路，可隨時(shí)修改優(yōu)先級(jí)（改變查詢(xún)的先后路，可隨時(shí)修改優(yōu)先級(jí)（改變查詢(xún)的先后順序）；順序）；v缺點(diǎn)缺點(diǎn) 軟件查詢(xún)由詢(xún)問(wèn)轉(zhuǎn)至相應(yīng)中斷服務(wù)程序入軟件查詢(xún)由詢(xún)問(wèn)轉(zhuǎn)至相應(yīng)中斷服務(wù)程序入口時(shí)間長(zhǎng)，尤其在中斷源較多的情況下，口時(shí)間長(zhǎng)，尤其在中斷源較多的情況下，中斷響應(yīng)的實(shí)時(shí)性受到影響。中斷響應(yīng)的實(shí)時(shí)性受到影響。1 1、中斷源識(shí)別的方法、中斷源識(shí)別的方法第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 1 1、中斷源識(shí)別、中斷源識(shí)別（2 2）中斷向量法中斷向量法v通過(guò)硬件控制

18、電路形成一個(gè)供通過(guò)硬件控制電路形成一個(gè)供CPUCPU識(shí)別中斷識(shí)別中斷源的中斷向量號(hào)，并由此中斷向量號(hào)實(shí)現(xiàn)中源的中斷向量號(hào)，并由此中斷向量號(hào)實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)。斷響應(yīng)。第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 （2 2）中斷向量法中斷向量法v優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) CPUCPU可直接通過(guò)中斷向量表轉(zhuǎn)向相應(yīng)的處理程可直接通過(guò)中斷向量表轉(zhuǎn)向相應(yīng)的處理程序，不需要序，不需要CPUCPU去逐個(gè)檢測(cè)和確定中斷源，因去逐個(gè)檢測(cè)和確定中斷源，因此大大加快了中斷響應(yīng)的速度。此大大加快了中斷響應(yīng)的速度。 1 1、中斷源識(shí)別的方法、中斷源識(shí)別的方法第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v 系統(tǒng)按任務(wù)的輕重緩急，為每個(gè)中

19、斷源進(jìn)行排系統(tǒng)按任務(wù)的輕重緩急，為每個(gè)中斷源進(jìn)行排隊(duì)，并給出順序編號(hào)，稱(chēng)為隊(duì)，并給出順序編號(hào)，稱(chēng)為中斷優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)。v 可事先給各中斷源安排一個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)次序，可事先給各中斷源安排一個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)次序，當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)申請(qǐng)時(shí)，按優(yōu)先級(jí)從高到低當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)申請(qǐng)時(shí)，按優(yōu)先級(jí)從高到低的次序來(lái)處理，選中當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的中斷進(jìn)的次序來(lái)處理，選中當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的中斷進(jìn)行處理，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為行處理，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為中斷優(yōu)先級(jí)判優(yōu)中斷優(yōu)先級(jí)判優(yōu)。v 在一般情況下，系統(tǒng)的內(nèi)部中斷優(yōu)先于外部中在一般情況下，系統(tǒng)的內(nèi)部中斷優(yōu)先于外部中斷，不可屏蔽中斷優(yōu)先于可屏蔽中斷。斷，不可屏蔽中斷優(yōu)先于可屏蔽中斷。v 中斷源的優(yōu)

20、先級(jí)判優(yōu)可以通過(guò)中斷源的優(yōu)先級(jí)判優(yōu)可以通過(guò)軟件查詢(xún)軟件查詢(xún)方式和方式和硬件排隊(duì)電路硬件排隊(duì)電路兩種方法實(shí)現(xiàn)。兩種方法實(shí)現(xiàn)。2 2、 中斷優(yōu)先權(quán)中斷優(yōu)先權(quán)第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 （1 1） 軟件查詢(xún)方式軟件查詢(xún)方式v基本原理基本原理 當(dāng)當(dāng)CPUCPU接收到中斷請(qǐng)求信接收到中斷請(qǐng)求信號(hào)后，執(zhí)行優(yōu)先級(jí)判優(yōu)的號(hào)后，執(zhí)行優(yōu)先級(jí)判優(yōu)的查詢(xún)程序，逐個(gè)檢測(cè)外設(shè)查詢(xún)程序，逐個(gè)檢測(cè)外設(shè)中斷請(qǐng)求標(biāo)志位的狀態(tài)；中斷請(qǐng)求標(biāo)志位的狀態(tài)； 檢測(cè)的順序：優(yōu)先級(jí)的高檢測(cè)的順序：優(yōu)先級(jí)的高低；低； 最先檢測(cè)到的中斷源具有最先檢測(cè)到的中斷源具有最高的優(yōu)先級(jí)；最高的優(yōu)先級(jí)； 最后檢測(cè)到的中斷源具有最后檢測(cè)到的

21、中斷源具有最低的優(yōu)先級(jí)。最低的優(yōu)先級(jí)。第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)硬件電路簡(jiǎn)單，無(wú)需優(yōu)先權(quán)硬件排隊(duì)硬件電路簡(jiǎn)單，無(wú)需優(yōu)先權(quán)硬件排隊(duì)電路，可以通過(guò)修改程序的方法隨時(shí)電路，可以通過(guò)修改程序的方法隨時(shí)修改優(yōu)先級(jí)；修改優(yōu)先級(jí)；v 缺點(diǎn)缺點(diǎn)軟件查詢(xún)影響中斷響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。軟件查詢(xún)影響中斷響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。 （1 1） 軟件查詢(xún)方式軟件查詢(xún)方式第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v 硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路是專(zhuān)門(mén)的硬件電路；硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路是專(zhuān)門(mén)的硬件電路；v 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)節(jié)省節(jié)省CPUCPU的時(shí)間，而且中斷響應(yīng)較快；的時(shí)間，而且中斷響應(yīng)較快；v 缺點(diǎn)缺點(diǎn)成本比較高。成本比較

22、高。v 菊花鏈菊花鏈（或稱(chēng)鏈?zhǔn)剑﹥?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路（或稱(chēng)鏈?zhǔn)剑﹥?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路在每個(gè)中斷源的電路中設(shè)置一個(gè)菊花鏈邏輯電路在每個(gè)中斷源的電路中設(shè)置一個(gè)菊花鏈邏輯電路當(dāng)某設(shè)備有中斷請(qǐng)求時(shí)，會(huì)向當(dāng)某設(shè)備有中斷請(qǐng)求時(shí)，會(huì)向CPUCPU發(fā)送中斷請(qǐng)求發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)信號(hào)若若CPUCPU允許中斷，則允許中斷，則CPUCPU發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)信號(hào)在發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)信號(hào)在菊花鏈中傳遞菊花鏈中傳遞如果某設(shè)備沒(méi)有中斷請(qǐng)求，則信號(hào)通過(guò)菊花鏈邏如果某設(shè)備沒(méi)有中斷請(qǐng)求，則信號(hào)通過(guò)菊花鏈邏輯電路繼續(xù)往下一級(jí)傳遞。輯電路繼續(xù)往下一級(jí)傳遞。 （2 2） 硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理

23、 vIntel 80X86Intel 80X86系列微機(jī)有一個(gè)靈活的中斷系統(tǒng)，可系列微機(jī)有一個(gè)靈活的中斷系統(tǒng)，可以處理以處理256256種中斷源，每個(gè)中斷源都有對(duì)應(yīng)的中斷種中斷源，每個(gè)中斷源都有對(duì)應(yīng)的中斷類(lèi)型號(hào)（類(lèi)型號(hào)（0 0255D255D）供）供CPUCPU識(shí)別。識(shí)別。10.2 808610.2 8086的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 1 1、外部中斷外部中斷v 外部中斷是指由外部設(shè)備通過(guò)硬件請(qǐng)求外部中斷是指由外部設(shè)備通過(guò)硬件請(qǐng)求的方式產(chǎn)生的中斷；的方式產(chǎn)生的中斷；v 外部中斷也稱(chēng)為外部中斷也稱(chēng)為硬件中斷硬件中斷。v 外部中斷可分為：外部中斷可分為：非屏

24、蔽中斷非屏蔽中斷可屏蔽中斷可屏蔽中斷10.2.1 808610.2.1 8086的中斷類(lèi)型的中斷類(lèi)型第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 （1 1）非屏蔽中斷）非屏蔽中斷NMINMIv當(dāng)外設(shè)向當(dāng)外設(shè)向CPUCPU提出中斷請(qǐng)求時(shí)，提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPUCPU在當(dāng)前指令執(zhí)行在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束后，就立即無(wú)條件的予以響應(yīng)，這樣的中斷就結(jié)束后，就立即無(wú)條件的予以響應(yīng)，這樣的中斷就是是非屏蔽中斷非屏蔽中斷。v由由CPUCPU的的NMINMI引腳引入，引腳引入，NMINMI上升沿時(shí)觸發(fā)，維持上升沿時(shí)觸發(fā)，維持2 2個(gè)個(gè)T T高電平。高電平。v不受中斷允許標(biāo)志不受中斷允許標(biāo)志IFIF的影響；的影響；

25、v中斷類(lèi)型號(hào)固定為中斷類(lèi)型號(hào)固定為2 2；v在外部中斷源中優(yōu)先級(jí)最高；在外部中斷源中優(yōu)先級(jí)最高；v主要用于處理系統(tǒng)的意外或故障，如：電源掉電、主要用于處理系統(tǒng)的意外或故障，如：電源掉電、存儲(chǔ)器讀存儲(chǔ)器讀/ /寫(xiě)錯(cuò)誤等。寫(xiě)錯(cuò)誤等。 第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 （2 2）可屏蔽中斷）可屏蔽中斷INTRINTRv 受受CPUCPU中斷允許標(biāo)志位中斷允許標(biāo)志位IFIF的控制：的控制：IFIF=1=1時(shí)，時(shí)，CPUCPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求；響應(yīng)中斷請(qǐng)求；IFIF=0=0時(shí)，時(shí)，CPUCPU屏蔽中斷請(qǐng)求，不予響應(yīng)；屏蔽中斷請(qǐng)求，不予響應(yīng)；v 由由CPUCPU的的INTRINTR引腳引入，高電

26、平有效。引腳引入，高電平有效。v 中斷類(lèi)型號(hào)由中斷請(qǐng)求的設(shè)備提供。中斷類(lèi)型號(hào)由中斷請(qǐng)求的設(shè)備提供。第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 2 2、內(nèi)部中斷、內(nèi)部中斷v 內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷是由是由CPUCPU運(yùn)行程序異?；驁?zhí)行內(nèi)部運(yùn)行程序異?；驁?zhí)行內(nèi)部程序調(diào)用引起的一種中斷；程序調(diào)用引起的一種中斷；v 內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷也稱(chēng)為也稱(chēng)為軟件中斷。軟件中斷。v 不受不受IFIF影響。影響。v 中斷類(lèi)型號(hào)由指令提供。中斷類(lèi)型號(hào)由指令提供。第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 2 2、內(nèi)部中斷、內(nèi)部中斷 內(nèi)部中斷有：內(nèi)部中斷有：v除法錯(cuò)中斷除法錯(cuò)中斷 執(zhí)行除法指令時(shí)，若除數(shù)為執(zhí)行除法指令時(shí)，

27、若除數(shù)為0 0或商超過(guò)寄存器所能或商超過(guò)寄存器所能表達(dá)的范圍，則表達(dá)的范圍，則CPUCPU立即產(chǎn)生一個(gè)立即產(chǎn)生一個(gè)0 0型中斷。型中斷。 v溢出中斷溢出中斷 如果上一條指令使溢出標(biāo)志位如果上一條指令使溢出標(biāo)志位OFOF為為1 1，則執(zhí)行，則執(zhí)行INTOINTO指令產(chǎn)生指令產(chǎn)生4 4型中斷。型中斷。 vINT nINT n指令中斷指令中斷 80868086的指令系統(tǒng)中有一條的指令系統(tǒng)中有一條INT nINT n指令，執(zhí)行這條指指令，執(zhí)行這條指令就會(huì)立即產(chǎn)生中斷。令就會(huì)立即產(chǎn)生中斷。第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 2 2、內(nèi)部中斷、內(nèi)部中斷 v單步中斷單步中斷 當(dāng)單步標(biāo)志（陷阱標(biāo)志

28、）當(dāng)單步標(biāo)志（陷阱標(biāo)志）TFTF置置“1”1”時(shí)，時(shí)，80 x8680 x86處處于單步工作方式。在單步工作時(shí)，每執(zhí)行完一條于單步工作方式。在單步工作時(shí)，每執(zhí)行完一條指令，指令，CPUCPU自動(dòng)產(chǎn)生中斷類(lèi)型號(hào)為自動(dòng)產(chǎn)生中斷類(lèi)型號(hào)為1 1的中斷。的中斷。v斷點(diǎn)中斷斷點(diǎn)中斷 斷點(diǎn)中斷是斷點(diǎn)中斷是80 x8680 x86提供的一種調(diào)試程序的手段。用提供的一種調(diào)試程序的手段。用于設(shè)置程序中的斷點(diǎn)，中斷類(lèi)型號(hào)為于設(shè)置程序中的斷點(diǎn)，中斷類(lèi)型號(hào)為3 3。第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 中斷優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)由高到低分別為：由高到低分別為：v 除法錯(cuò)、除法錯(cuò)、INT nINT n指令、溢出、斷點(diǎn)

29、中斷指令、溢出、斷點(diǎn)中斷v 非屏蔽中斷非屏蔽中斷NMINMIv 可屏蔽中斷可屏蔽中斷INTRINTRv 單步中斷單步中斷第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 1 1、中斷向量表的概念、中斷向量表的概念（1 1）中斷類(lèi)型號(hào)）中斷類(lèi)型號(hào)在在80868086系統(tǒng)中，共設(shè)有系統(tǒng)中，共設(shè)有256256類(lèi)中斷，每類(lèi)中斷，每類(lèi)中斷分配到一個(gè)類(lèi)中斷分配到一個(gè)8 8位的編號(hào)，這個(gè)編位的編號(hào)，這個(gè)編號(hào)就叫做中斷類(lèi)型號(hào)。號(hào)就叫做中斷類(lèi)型號(hào)。中斷類(lèi)型號(hào)的范圍：中斷類(lèi)型號(hào)的范圍： 0000FFHFFH（0 0255D255D）10.2.2 10.2.2 中斷向量和中斷向量表中斷向量和中斷向量表第第1010章章

30、 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v 需要響應(yīng)的每一類(lèi)中斷都編寫(xiě)有相應(yīng)的中需要響應(yīng)的每一類(lèi)中斷都編寫(xiě)有相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，并預(yù)先裝入內(nèi)存，斷服務(wù)程序，并預(yù)先裝入內(nèi)存，中斷服務(wù)中斷服務(wù)程序在內(nèi)存中的入口地址程序在內(nèi)存中的入口地址叫中斷向量。叫中斷向量。v 每個(gè)中斷類(lèi)型對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷向量。每個(gè)中斷類(lèi)型對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷向量。v 中斷向量的字長(zhǎng)是中斷向量的字長(zhǎng)是4 4個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)2 2個(gè)字節(jié)的段地址個(gè)字節(jié)的段地址2 2個(gè)字節(jié)的偏移地址個(gè)字節(jié)的偏移地址（2 2）中斷向量）中斷向量第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v 把系統(tǒng)中所有的中斷向量集中起來(lái)放到存儲(chǔ)器把系統(tǒng)中所有的中斷向量集中起來(lái)放到存儲(chǔ)器的

31、某一區(qū)域內(nèi)，的某一區(qū)域內(nèi)，這個(gè)存放中斷向量的存儲(chǔ)區(qū)這個(gè)存放中斷向量的存儲(chǔ)區(qū)就就叫中斷向量表或中斷服務(wù)程序入口地址表。叫中斷向量表或中斷服務(wù)程序入口地址表。v 80868086系統(tǒng)把中斷向量表安排在內(nèi)存地址系統(tǒng)把中斷向量表安排在內(nèi)存地址00000H00000H003FFH003FFH區(qū)域（區(qū)域（1K1K）。）。v 每四個(gè)連續(xù)字節(jié)每四個(gè)連續(xù)字節(jié)存放一個(gè)中斷向量，存放一個(gè)中斷向量，高地址高地址2 2個(gè)字節(jié)單元放段地址（個(gè)字節(jié)單元放段地址（CSCS）低地址低地址2 2個(gè)字節(jié)單元中放偏移地址個(gè)字節(jié)單元中放偏移地址(IP)(IP)。（3 3）中斷向量表）中斷向量表第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷

32、管理 v 為了便于在中斷向量表中找到中斷向量，通為了便于在中斷向量表中找到中斷向量，通常設(shè)置一種指針，來(lái)指出中斷向量存放在中常設(shè)置一種指針，來(lái)指出中斷向量存放在中斷向量表的具體位置；斷向量表的具體位置；v 存放中斷向量的存放中斷向量的4 4個(gè)存儲(chǔ)單元的個(gè)存儲(chǔ)單元的最低地址最低地址稱(chēng)稱(chēng)為向量表地址指針。為向量表地址指針。v 計(jì)算方法：計(jì)算方法： 中斷類(lèi)型號(hào)中斷類(lèi)型號(hào)4 4（4 4）中斷向量表地址指針）中斷向量表地址指針第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v 如果已知一個(gè)中斷類(lèi)型號(hào)，則通過(guò)兩次地址轉(zhuǎn)如果已知一個(gè)中斷類(lèi)型號(hào)，則通過(guò)兩次地址轉(zhuǎn)換（換（中斷類(lèi)型號(hào)到中斷向量表地址；中斷向量中斷

33、類(lèi)型號(hào)到中斷向量表地址；中斷向量表地址到中斷處理程序入口地址表地址到中斷處理程序入口地址）后，可到達(dá)）后，可到達(dá)中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序。 （4 4）中斷向量表地址指針）中斷向量表地址指針第第1010章章 中斷與中斷管理中斷與中斷管理 v在在80868086系統(tǒng)中各種中斷的響應(yīng)和處理過(guò)程是不完全相系統(tǒng)中各種中斷的響應(yīng)和處理過(guò)程是不完全相同的，主要區(qū)別還在于同的，主要區(qū)別還在于如何獲取相應(yīng)的中斷類(lèi)型號(hào)如何獲取相應(yīng)的中斷類(lèi)型號(hào)。1 1、順序查詢(xún)、順序查詢(xún)（1 1）中斷源識(shí)別）中斷源識(shí)別vCPUCPU在當(dāng)前指令執(zhí)行完后，按內(nèi)部中斷（除法出錯(cuò)、在當(dāng)前指令執(zhí)行完后，按內(nèi)部中斷（除法出錯(cuò)、INT nINT n、斷點(diǎn)中斷、溢出中斷）、斷點(diǎn)中斷、溢出中斷）、NMINMI、INTRINTR、單步中、單步中斷的順序來(lái)逐個(gè)查詢(xún)是否有中斷請(qǐng)求，對(duì)于斷的順序來(lái)逐個(gè)查詢(xún)是否有中斷請(qǐng)求，對(duì)于INTRINTR還要還要判斷判斷CPUCPU是否允許中斷（是否允許中斷（IF=1IF=1）。）。（2 2）80868086的中斷優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先級(jí)vCPUCPU檢測(cè)的順序是按優(yōu)先級(jí)的高低來(lái)