计算机操作系统-中断机制

中断

  • 指CPU对突发的外部事件的反应过程或机制
  • CPU收到外部信号(中断信号)后,停止当前工作,转去处理该外部事件,处理完毕后回到原来工作的中断处(断点)继续原来的工作

引入中断的目的

  • 实现并发活动
  • 实现实时处理
  • 故障自动处理

中断的一些概念

中断源

  • 引起系统中断的事件

断点

  • 程序中断的地方,将要执行的下一指令的地址

现场(上下文)

  • 程序正确运行所依赖的信息集合:相关寄存器

  • 现场的两个处理过程
    1)现场的保护:进入中断服务程序之前,栈(中断前的程序现场保存在栈中)
    2)现场的恢复:退出中断服务程序之后,栈

中断类型

  1. 强迫性中断:程序没有预期:例I/O(外设输入输出)、外部中断
  2. 自愿中断:程序有预期的、例:执行访管指令
  3. 内中断:由CPU内部事件引起。例:访管中断、程序中断
  4. 外中断:由CPU外部事件引起。例:I/O、外部事情
    1)不可屏蔽中断:中断的原因很紧要,CPU必须响应、
    2)可屏蔽中断:中断原因不很紧要,CPU可以不响应

中断响应过程

  1. 识别中断源
  2. 保护断点和现场
  3. 装入中断服务程序的入口地址(CS:IP)
  4. 进入中断服务程序
  5. 恢复现场和断点
  6. 中断返回:IRET(把断点弹出到CS:IP寄存器中,恢复原来的断点)

中断响应的实质

  • 交换指令执行地址
  • 交换CPU的态(核态完成)
  • 工作
    1)现场保护和恢复
    2)参数传递(通信)

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