1中斷及中斷處理過(guò)程課件

1、3-1 中斷及中斷處理過(guò)程所謂中斷是指某事件的發(fā)生引起CPU暫停當(dāng)前程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)入對(duì)所發(fā)生事件的處理，處理結(jié)束又回到原程序被打斷處接著執(zhí)行這樣一個(gè)過(guò)程。第1頁(yè)，共24頁(yè)。3-1 中斷及中斷處理過(guò)程 中斷源分類 1、外中斷源 2、內(nèi)部中斷源 I/O設(shè)備 數(shù)據(jù)通道 實(shí)時(shí)鐘 故障源 CPU執(zhí)行指令產(chǎn)生的異常 執(zhí)行INT 軟件中斷指令 1、外部中斷 2、內(nèi)部中斷 軟件中斷 沒(méi)有隨機(jī)性，類似于普通子程序的調(diào)用 硬件中斷 具有隨機(jī)性 分為 可屏蔽中斷與不可屏蔽中斷兩種 中斷分類第2頁(yè)，共24頁(yè)。3.1.2 中斷處理過(guò)程中斷請(qǐng)求中斷優(yōu)先級(jí)判定中斷響應(yīng)中斷處理中斷返回 1、中斷請(qǐng)求 2、中斷優(yōu)先級(jí)判定多中斷

2、請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)判定實(shí)現(xiàn)多層中斷嵌套信號(hào)形式應(yīng)滿足CPU要求。 中斷請(qǐng)求信號(hào)應(yīng)被有效地記錄，以便CPU能夠檢測(cè)到它。一旦CPU對(duì)某中斷源的請(qǐng)求提供了服務(wù)，則該中斷源的請(qǐng)求信號(hào)應(yīng)及時(shí)撤消。第3頁(yè)，共24頁(yè)。3.1.2 中斷處理過(guò)程 3、中斷響應(yīng)獲得中斷類型號(hào)保護(hù)狀態(tài)標(biāo)志屏蔽新的INTR中斷和單步中斷 保存斷點(diǎn)信息根據(jù)中斷類型，獲得中斷服務(wù)程序的入口地址進(jìn)入中斷服務(wù)程序 CPU狀態(tài)字中IF1，開(kāi)中斷；IF0，關(guān)中斷 CPU復(fù)位，IF0，TF0；用STI開(kāi)中斷，CLI關(guān)中斷 CPU響應(yīng)中斷后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)中斷，若要實(shí)現(xiàn)中斷嵌套，在中斷服務(wù)程序中要用STI開(kāi)中斷第4頁(yè)，共24頁(yè)。圖 1 微機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)中斷的

3、基本模型 第5頁(yè)，共24頁(yè)。圖2 有中斷產(chǎn)生的情況下CPU運(yùn)行程序的軌跡 第6頁(yè)，共24頁(yè)。3.1.2 中斷處理過(guò)程 4、中斷處理保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)中斷中斷服務(wù)關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 中斷處理程序中，最后應(yīng)有IRET指令 恢復(fù)斷點(diǎn)信息 恢復(fù)標(biāo)志寄存器FR 4、中斷返回第7頁(yè)，共24頁(yè)。3.2 中斷優(yōu)先權(quán)軟件查詢。 硬件鏈?zhǔn)絻?yōu)先級(jí)排隊(duì)電路。硬件優(yōu)先級(jí)編碼比較電路。利用可編程中斷控制器。第8頁(yè)，共24頁(yè)。3.2.1 軟件查詢第9頁(yè)，共24頁(yè)。3.2.2 硬件排優(yōu)第10頁(yè)，共24頁(yè)。2 可編程中斷控制器中斷優(yōu)先權(quán)管理電路 中斷請(qǐng)求鎖存器中斷類型寄存器中斷屏蔽寄存器當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器第11頁(yè)，共24頁(yè)。3.3 80X

4、86中斷系統(tǒng)3.3.1 中斷結(jié)構(gòu) 8086(88)中斷系統(tǒng)可以容納最多256個(gè)中斷源，所有中斷源統(tǒng)一編碼，每個(gè)中斷源用一個(gè)字節(jié)型編碼標(biāo)識(shí)，它是CPU識(shí)別中斷源的標(biāo)記。 256個(gè)中斷源分為兩大類： (1)內(nèi)部中斷 由CPU內(nèi)部事件及執(zhí)行軟中斷指令產(chǎn)生。已定義的內(nèi)部中斷有： 除法錯(cuò)中斷，0型中斷。 單步中斷，1型中斷 斷點(diǎn)中斷，3型中斷，用于調(diào)試插入斷點(diǎn)。 溢出中斷，4型中斷，INTO指令。 指令中斷，INT n指令第12頁(yè)，共24頁(yè)。 中斷在處理過(guò)程中，CPU自動(dòng)將標(biāo)志FR入棧，然后清TF和IF IF的值可以通過(guò)指令STI和指令CLI改變 沒(méi)有直接改變TF值的指令，需要編程 PUSHF POP

5、AX OR AX,0100H PUSH AX POPF OFDFIFTFSFZFAFPFCFFR:注意：第13頁(yè)，共24頁(yè)。 (2)外部中斷3.3.1 中斷結(jié)構(gòu)由外部中斷源產(chǎn)生對(duì)CPU的請(qǐng)求而引發(fā)的。8086(88)中斷系統(tǒng)將外部中斷源又分為兩種。 非屏蔽中斷。 可屏蔽中斷 2型中斷。當(dāng)NMI引腳出現(xiàn)上升沿觸發(fā)，表示有非屏蔽中斷請(qǐng)求 信號(hào)的有效高電平應(yīng)持續(xù)2個(gè)時(shí)鐘周期以上 用來(lái)處理系統(tǒng)突發(fā)事件當(dāng)INTR引腳出現(xiàn)高電平，表示有可屏蔽中斷請(qǐng)求 只有在IF1時(shí)，CPU才響應(yīng)此中斷 CPU響應(yīng)后，會(huì)執(zhí)行兩個(gè)響應(yīng)周期，分別送兩個(gè)INTA 負(fù)脈沖信號(hào)，以獲得該中斷源的中斷類型碼第14頁(yè)，共24頁(yè)。3.3.

6、2 中斷向量表中斷向量：中斷服務(wù)程序的入口地址。8086(88)在內(nèi)存的最低1K字節(jié)建了一個(gè)中斷向量表，用以存放256個(gè)中斷類型的中斷向量（中斷服務(wù)程序的地址）存放方法：每個(gè)中斷向量占4個(gè)字節(jié)，前2個(gè)字節(jié)是IP，后兩個(gè)字節(jié)是CS。按中斷向量碼的序號(hào)排列.第15頁(yè)，共24頁(yè)。 圖7 中斷向量表 中斷向量地址指針中斷向量地址指針4中斷類型碼如：中斷類型碼為20H的中斷向量，存放在0000：0080H開(kāi)始的四個(gè)單元中。第16頁(yè)，共24頁(yè)。1、絕對(duì)地址置入2、使用串指令置入3.3.3 中斷向量表的建立中斷服務(wù)程序的入口地址該怎么置入中斷向量表中？INT-TBL SEGMENT AT 0 ORG n4

7、DD INT-VCEINT-TBL ENDSINT-VCE PROC FAR IRETCLIMOV AX,0MOV ES,0 ;置向量表段地址MOV DI,n * 4 ;置向量表偏移地址MOV AX,OFFSET INT-VCE ;置中斷服務(wù)程序偏移地址CLD ;清除方向標(biāo)志STOSWMOV AX,SEG INT-VCE ;置中斷服務(wù)程序段地址STOSWSTI第17頁(yè)，共24頁(yè)。3.3.3 中斷向量表的建立3、使用DOS系統(tǒng)功能調(diào)用 INT 21H1）使用25H功能系統(tǒng)功能調(diào)用： a）把調(diào)用號(hào)放入AH中，設(shè)置入口參數(shù) b）執(zhí)行INT 21H25H功能：根據(jù)中斷號(hào)更新中斷服務(wù)程序的入口地址 a）

8、AL中斷號(hào) b）DS：DX中斷服務(wù)程序新的入口地址的段、偏移地址PUSH DSMOV DX,SEG INT60H ;置中斷服務(wù)程序段地址MOV DS,DXMOV DX,OFFSET INT60H ;置中斷服務(wù)程序偏移地址MOV AL,60HMOV AH,25HINT 21HPOP DS第18頁(yè)，共24頁(yè)。35H功能：查詢指定中斷號(hào)的中斷服務(wù)程序入口地址 a）AL中斷號(hào) b）執(zhí)行INT 21H后入口地址的段地址放在ES中，偏移地址放在BX中 c）可利用35H功能，在更新中斷服務(wù)程序入口之前，保存原有的中斷服務(wù)程序入口地址2）使用35H功能3.3.3 中斷向量表的建立3、使用DOS系統(tǒng)功能調(diào)用 I

9、NT 21HMOV AH,35H ;功能號(hào)置AHMOV AL,0 ;中斷類型號(hào)置ALINT 21HMOV INTOSEG,ES ;保存原中斷服務(wù)程序段基址MOV INTOFF,BX ;保存原中斷服務(wù)程序偏移基址4、直接裝入法第19頁(yè)，共24頁(yè)。1、各類中斷的優(yōu)先權(quán)3.3.4 中斷響應(yīng)過(guò)程 除法出錯(cuò)中斷 溢出中斷 INT n 中斷 NMI INTR中斷 單步中斷 圖6 中斷響應(yīng)時(shí)CPU查詢中斷源的順序 第20頁(yè)，共24頁(yè)。2、內(nèi)部中斷響應(yīng)過(guò)程3.3.4 中斷響應(yīng)過(guò)程獲得中斷類型號(hào)保護(hù)狀態(tài)標(biāo)志屏蔽新的INTR中斷和單步中斷保存斷點(diǎn)信息根據(jù)中斷類型，獲得中斷服務(wù)程序的入口地址進(jìn)入中斷服務(wù)程序 CPU無(wú)需執(zhí)行響應(yīng)周期去獲取中斷類型碼 除單步中斷外，內(nèi)部中斷無(wú)法用軟件禁止 內(nèi)部中斷沒(méi)有隨機(jī)性第21頁(yè)，共24頁(yè)。3、外部中斷響應(yīng)過(guò)程3.3.4 中斷響應(yīng)過(guò)程 響應(yīng)過(guò)程 同 內(nèi)部中斷1）非屏蔽中斷響應(yīng)過(guò)程2) 可屏蔽中斷響應(yīng)過(guò)程 不同點(diǎn)在于：需要兩個(gè)響應(yīng)周期，獲取中斷類型碼第22頁(yè)，共24頁(yè)。3、外部中斷