中斷概述

中斷的概念

• 中斷來源：指引起中斷的事件或發出中斷請求的來源。
• 中斷請求：中斷來源向CPU發出的請求，要求暫停目前執行的任務並處理緊急任務。
• 斷點：當中斷發生時，被打斷程式的暫停點，即程式暫停的地方。

中斷優先權和中斷屏蔽

中斷優先權

• 中斷優先權是為了使系統能夠及時回應和處理所有中斷事件，系統會根據事件的重要性和緊急程度將中斷源分為不同的等級。
• 一般情況下，中斷優先權的順序由高到低為：
  • 硬體故障中斷
  • 自願中斷
  • 程序性中斷
  • 外部中斷
  • 輸入輸出中斷

中斷屏蔽

• 中斷屏蔽：為了防止低優先順序的中斷事件處理打斷高優先順序的中斷，電腦系統採用中斷屏蔽技術。根據是否可以屏蔽，中斷分為兩類：
• 不可屏蔽中斷：一旦請求，CPU必須無條件回應。
• 可屏蔽中斷：CPU可以選擇回應或忽略。

中斷的處理方式

1. 順序處理方式：

   • 在這種方式下，當處理機正在處理一個中斷時，屏蔽所有新的中斷請求，直到當前中斷處理完畢後再檢查是否有新的中斷。如果有新中斷，繼續依序處理。

2. 巢狀處理方式：

   • 當系統設定了中斷優先權時，多個不同優先權的中斷請求可能同時到達。系統會優先回應最高優先權的中斷請求。
   • 高優先權的中斷請求能夠搶佔低優先權的中斷處理，類似於行程調度中的搶佔式調度。

中斷處理過程

1. 喚醒被阻塞的驅動進程：
   • 當中斷發生時，系統可能需要喚醒某些阻塞的程序來處理資源或完成特定任務。
2. 保護被中斷程序的CPU環境：
   • 儲存目前程序的狀態（如暫存器值），確保能夠在中斷處理完成後復原程序。
3. 轉入對應的設備處理程序：
   • 根據中斷來源，跳到對應的裝置處理程序。
4. 中斷處理：
   • 執行中斷處理程序，處理相關的中斷事件。
5. 恢復被中斷程序的現場：
   • 中斷處理完成後，恢復原程序的狀態，繼續執行中斷的任務。