中断概述

中断的概念

• 中断源：指引起中断的事件或发出中断请求的来源。
• 中断请求：中断源向CPU发出的请求，要求暂停当前执行的任务并处理紧急任务。
• 断点：当中断发生时，被打断程序的暂停点，即程序暂停的地方。

中断优先级和中断屏蔽

中断优先级

• 中断优先级是为了使系统能够及时响应和处理所有中断事件，系统会根据事件的重要性和紧急程度将中断源分为不同的级别。
• 一般情况下，中断优先级的顺序从高到低为：
  • 硬件故障中断
  • 自愿中断
  • 程序性中断
  • 外部中断
  • 输入输出中断

中断屏蔽

• 中断屏蔽：为了防止低优先级的中断事件处理打断高优先级的中断，计算机系统采用中断屏蔽技术。根据是否可以屏蔽，中断分为两类：
• 不可屏蔽中断：一旦请求，CPU必须无条件响应。
• 可屏蔽中断：CPU可以选择响应或忽略。

中断的处理方式

1. 顺序处理方式：

   • 在这种方式下，当处理机正在处理一个中断时，屏蔽所有新的中断请求，直到当前中断处理完毕后再检查是否有新的中断。如果有新中断，继续按顺序处理。

2. 嵌套处理方式：

   • 当系统设置了中断优先级时，多个不同优先级的中断请求可能同时到达。系统会优先响应最高优先级的中断请求。
   • 高优先级的中断请求能够抢占低优先级的中断处理，类似于进程调度中的抢占式调度。

中断处理过程

1. 唤醒被阻塞的驱动进程：
   • 当中断发生时，系统可能需要唤醒某些阻塞的进程来处理资源或完成特定任务。
2. 保护被中断进程的CPU环境：
   • 保存当前进程的状态（如寄存器值），确保能够在中断处理完成后恢复进程。
3. 转入相应的设备处理程序：
   • 根据中断源，跳转到对应的设备处理程序。
4. 中断处理：
   • 执行中断处理程序，处理相关的中断事件。
5. 恢复被中断进程的现场：
   • 中断处理完成后，恢复原进程的状态，继续执行被中断的任务。