中断服务流程详解:保护现场与多重中断
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更新于2024-08-22
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中断服务程序流程是计算机组成原理中的重要概念,主要涉及处理硬件设备向CPU发送中断请求的处理过程。在五部分的讲解中,我们首先了解中断服务程序的通用流程:
1. **保护现场**:当CPU接到中断请求后,会暂停当前执行的指令,保存当前状态,包括程序计数器(PC)、通用寄存器等重要信息,以防止数据被干扰或丢失。这个过程确保了中断服务程序执行完毕后能恢复到正确的执行位置。
2. **中断服务**:CPU转去执行中断服务程序,这个程序根据中断类型号(Interrupt Vector Table, IVT)找到对应的设备服务代码,进行特定的I/O操作或者处理任务。每个设备可能有不同的服务内容,例如数据传输、状态检查等。
3. **恢复现场**:中断服务完成后,CPU会恢复之前保存的现场信息,包括程序计数器、通用寄存器等,以便继续执行被中断的程序。
4. **中断返回**:CPU跳转回中断前的状态,继续执行被中断的操作。这通常涉及到一条专门的中断返回指令,将程序控制权传递回中断发生的位置。
**单重中断和多重中断**:
- 单重中断是指在处理一个中断请求时,不允许其他中断源打断。中断服务程序完成后,系统恢复并处理下一个中断请求。
- 多重中断则允许多个中断源同时存在,高优先级的中断可以打断正在进行的低优先级中断服务。在这种模式下,中断隐指令用于完成中断处理的上下文切换,以确保系统响应更紧急的中断。
**中断隐指令**:这些指令在CPU内部执行,负责处理中断请求的接收、处理和返回,简化了程序员的编程工作,降低了复杂性。
**进栈和出栈指令**:在保护现场阶段,CPU可能会使用堆栈来保存通用寄存器的内容,进栈指令将数据压入堆栈,出栈指令则恢复这些数据。这确保了中断服务前后程序状态的一致性。
在整个章节中,作者还提到了哈工大教材《计算机组成原理》的配套资源,如课件,用于辅助教学和学习,提供交互式的教学方式,包括章目录导航、节目目录浏览、动画演示等功能。此外,书中还涵盖了计算机系统的基础知识,如硬件和软件的概念、计算机硬件的主要技术指标、计算机的基本组成、运算方法、指令系统、CPU结构和控制单元等内容,以及计算机的发展趋势和应用领域。
2021-08-15 上传
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小婉青青
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