如题所述
中断响应优先级是由硬件排队线路或中断查询程序的查询顺序决定的,不可动态改变。
如果计算机系统没有中断,则处理器与外部设备通信时,它必须在向该设备发出指令后进行忙等待,反复轮询该设备是否完成了动作并返回结果。
这就造成了大量处理器周期被浪费。引入中断以后,当处理器发出设备请求后就可以立即返回以处理其他任务,而当设备完成动作后,发送中断信号给处理器。
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常常遇到多个中断源同时请求中断的情况,这时CPU必须确定首先为哪一个中断源服务,以及服务的次序。解决的方法是中断优先排队,即根据中断源请求的轻重缓急,排好中断处理的优先次序即优先级,又称优先权,先响应优先级最高的中断请求。
当CPU正在处理某一中断时,要能响应另一个优先级更高的中断请求,而屏蔽掉同级或较低级的中断请求,形成中断嵌套。
参考资料来源:百度百科-中断优先级
1、中断响应
中断响应是当中央处理机发现已有中断请求时,中止,保存现行程序执行,并自动引出中断处理程序的过程。
中断响应是解决中断的发现和接收问题的过程,是由中断装置完成的。中断响应是硬件对中断请求作出响应的过程,包括识别中断源,保留现场,引出中断处理程序等过程。
① CPU在当前指令执行结束时,响应中断,进入中断的响应周期;
② 发出二个中断回答信号INTA完成一个中断响应周期;
③ 进行及标志保存
如:将段地址(CS),偏移地址(IP)标志FR以及压入。
④ 读取中断类型号,找到中断源;
⑤ 装入中断服务程序的入口地址(CS,IP)
2、中断处理
从查询式的传输过程可以看出,它的优点是硬件开销小,使用起来比较简单。但在此方式下,CPU要不断地查询外设的状态,当外设未准备好时,CPU就只能循环等待,不能执行其它程序,这样就浪费了CPU的大量时间,降低了主机的利用率。
为了解决这个矛盾,我们提出了中断传送方式,即当CPU进行主程序操作时,外设的数据已存入输入端口的数据。
或端口的数据输出寄存器已空,由外设通过接口电路向CPU发出中断请求信号,CPU在满足一定的条件下,暂停执行当前正在执行的主程序,转入执行相应能够进行输入/输出操作的子程序,待输入/输出操作执行完毕之后CPU即返回继续执行原来被中断的主程序。
这样CPU就避免了把大量时间耗费在等待、查询状态信号的操作上,使其得以大大地提高。 能够向CPU发出中断请求的设备或事件称为中断源。而对其的处理方式即中断处理。
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中断处理过程
在微机系统中,对于外部中断,中断请求信号是由外部设备产生,并施加到CPU的NMI或INTR引脚上,CPU通过不断地检测NMI和INTR引脚信号来识 别是否有中断请求发生。对于内部中断,中断请求方式不需要外部施加信号激发,而是通过内部中断控制逻辑去调用。
无论是外部中断还是内部中断,中断处理过程 都要经历以下步骤: 请求中断→响应中断→关闭中断→保留断点→中断源识别→保护现场→中断服务子程序→恢复现场→中断返回。
1、请求中断
当某一中断源需要CPU为其进行中断服务时,就输出中断请求信号,使中断控制系统的中断请求置位,向CPU请求中断。系统要求中断请求信号一直保持到CPU对其进行中断响应为止。
2、中断响应
CPU对系统内部中断源提出的中断请求必须响应,而且自动取得中断服务子程序的入口地址,执行中断 服务子程序。对于外部中断,CPU在执行当前指令的最后一个去查询INTR引脚,若查询到中断请求信号有效,同时在系统开中断(即IF=1)的情 况下,CPU向发出中断请求的外设回送一个低电平有效的中断应答信号,作为对中断请求INTR的应答,系统自动进入中断响应周期。
3、关闭中断
CPU响应中断后,输出中断响应信号,自动将状态标志寄存器FR或EFR的内容压入堆栈保护起来,然后将FR或EFR中的中断标志位IF与陷阱标志位TF清零,从而自动关闭外部硬件中断。因为CPU刚进入中断时要保护现场,主要涉及堆栈操作,此时不能再响应中断,否则将造成系统混乱。
4、保护断点
保护断点就是将CS和IP/EIP的当前内容压入堆栈保存,以便中断处理完毕后能返回被中断的原程序继续执行,这一过程也是由CPU自动完成。
5、中断源识别
当系统中有多个中断源时,一旦有中断请求,CPU必须确定是哪一个中断源提出的中断请求,并由中断控制器给出中断服务子程序的入口地址,装入CS与IP/EIP两个寄存器。CPU转入相应的中断服务子程序开始执行。
6、保护现场
主程序和中断服务子程序都要使用CPU内部寄存器等资源,为使中断处理程序不破坏主程序中寄存器的内容,应先将断点处各寄存器的内容压入堆栈保护起来,再进入的中断处理。现场保护是由用户使用PUSH指令来实现的。
7、中断服务
中断服务是执行中断的主体部分,不同的中断请求,有各自不同的中断服务内容,需要根据中断源所要完成的功能,事先编写相应的中断服务子程序存入内存,等待中断请求响应后调用执行。
8、恢复现场
当中断处理完毕后,用户通过POP指令将保存在堆栈中的各个寄存器的内容弹出,即恢复主程序断点处寄存器的原值。
9、中断返回
在中断服务子程序的最后要安排一条中断返回指令IRET,执行该指令,系统自动将堆栈内保存的 IP/EIP和CS值弹出,从而恢复主程序断点处的地址值,同时还自动恢复标志寄存器FR或EFR的内容,使CPU转到被中断的程序中继续执行。
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本回答被网友采纳而中断优先级可以由中断屏蔽字来改变,反映的是正在处理的中断是否比新发生的中断的处理优先级低(屏蔽位为‘0’,对新中断开放),如果是的话,就中止正在处理的中断,转到新中断去处理,处理完后再回到刚才被中止的中断继续处理