中断隐指令 |
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CPU响应中断之后，经过某些操作，转去执行中断服务程序。这些操作是由 硬件直接实现的，把它称为中断隐指令。中断隐指令并不是指令系统中的一条真正的指令，它没有操作码，所以中断隐指令是一种不允许、也不可能为用户使用的特殊指令。其所完成的操作主要有：
(1)保存断点
为了保证在中断服务程序执行完毕能正确返回原来的程序，必须将原来程序的断点(即程序计数器(PC)的内容）保存起来。断点可以压入堆栈，也可以存入主存的特定单元中。 (2)暂不允许中断（ 关中断） 暂不允许中断即关中断。在中断服务程序中，为了保护中断现场（即CPU主要寄存器的内容）期间不被新的中断所打断，必须要关中断，从而保证被中断的程序在中断服务程序执行完毕之后能接着正确地执行下去。 并不是所有的计算机都在中断隐指令中由硬件自动地关中断，也有些计算机的这一操作是由软件（中断服务程序）来实现的。 (3)引出中断服务程序 引出中断服务程序的实质就是取出中断服务程序的入口地址送程序计数器(PC)。对于向量中断和非向量中断，引出中断服务程序的方法是不相同的。
X86体系中，CPU在INTR引脚上接到一个中断请求信号，如果此时IF＝1，CPU就会在当前指令执行完以后开始响应外部的中断请求，这时，CPU在INTA引脚连续发两个负脉冲，外设在接到第二个负脉冲以后，在数据线上发送中断类型码，接到这个中断类型码后，CPU做如下动作： 1）将中断类型码放入暂存器保存； 2）将标志寄存器内容压入堆栈，以保护中断时的状态； 3）将IF和TF标志清0。 目的是防止在中断响应的同时又来别的中断，而将TF清0是为了防止CPU以单步方式执行中断处理子程序。这时要特别提醒，因为CPU在中响应时自动关闭了IF标志，因此用户如要进行中断嵌套时，必须在自己的中断处理子程序中用开中断指令来重新设置IF； 4）保护断点。 断点指的是在响应中断时，主程序当前指令下面的一条指令的地址。保护断点就是将当前的IP和CS的内容入栈，为了以后正确地返回主程序； 5）根据取到的中断类型码，在中断向量表中找出相应的中断向量，将其装入IP和CS，即自动转向中断服务子程序。 《操作系统》教材太过于浓缩，只讲设计思路，不讲设计细节。只有真正接触具体设计时，才能真正明白那些设计思路的作用。 中断的概念和中断处理过程 （1）中断： 在运行一个程序的过程中，断续地以“插入”方式执行一些完成特定处理功能的程序段，这种处理方式称为中断。 （2）中断的作用： ◎并行操作 ◎硬件故障报警与处理 ◎支持多道程序并发运行，提高计算机系统的运行效率 ◎支持实时处理功能 （3）中断的概念与术语 ◎按中断源进行分类：发出中断请求的设备称为中断源。按中断源的不同，中断可分为 内中断：即程序运行错误引起的中断 外中断：即由外部设备、接口卡引起的中断 软件中断：由写在程序中的语句引起的中断程序的执行，称为软件中断 ◎允许/禁止(开/关)中断： CPU通过指令限制某些设备发出中断请求，称为屏蔽中断。从CPU要不要接收中断即能不能限制某些中断发生的角度 ，中断可分为 可屏蔽中断 ：可被CPU通过指令限制某些设备发出中断请求的中断 不可屏蔽中断：不允许屏蔽的中断如电源掉电 ◎中断允许触发器：在CPU内部设置一个中断允许触发器，只有该触发器置“1”，才允许中断；置“0”，不允许中断。 指令系统中，开中断指令，使中断触发器置“1” 关中断指令，使中断触发器置“0” ◎中断优先级：为了管理众多的中断请求，需要按每个（类）中断处理的急迫程度，对中断进行分级管理，称其为中断优先级。在有多个中断请求时，总是响应与处理优先级高的设备的中断请求。 ◎中断嵌套：当CPU正在处理优先级较低的一个中断，又来了优先级更高的一个中断请求，则CPU先停止低优先级的中断处理过程，去响应优先级更高的中断请求，在优先级更高的中断处理完成之后，再继续处理低优先级的中断，这种情况称为中断嵌套。 （4）中断处理过程:一次完整的中断过程由中断请求、中断响应和中断处理三个阶段组成。 ◎中断请求：是由中断源发出的并送给CPU的控制信号，由中断源设备通过将接口卡上的中断触发器置“1”完成。 接口卡上还有一个中断屏蔽触发器 中断屏蔽触发器置“1”，表示要屏蔽该设备的中断请求； 中断屏蔽触发器置“0”，表示允许该设备发出中断请求； ◎中断响应：当CPU接到中断请求，若满足下列条件，就会响应中断。 响应中断的条件： ※允许中断触发器为“1”状态； ※ CPU结束了一条指令的执行过程； ※新请求的中断优先级较高； 中断响应要进行的工作：保存程序计数器PC的内容或许包括程序状态字的内容到堆栈（中断隐指令） ◎中断处理过程： 关中断->保存断点保护现场->判中断源转中断服务->开中断->执行中断服务程序->关中断->恢复现场恢复断点->开中断->返回断点
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