C语言进阶：中断与驱动解析

"C语言进阶－第六讲中断与驱动.pdf，由东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心的凌明教授讲解，主要探讨了中断和设备驱动的概念和技术。" 在计算机系统中，中断扮演着至关重要的角色。中断分为硬件中断和软件中断两类。硬件中断通常由外部设备如键盘、串口等触发，用于通知CPU有紧急事件需要处理。而软件中断则是由程序执行特定的中断指令（如80X86的int指令、68000的trap指令或ARM的SWI指令）引发，主要用于实现操作系统级别的系统调用。 中断处理过程具有标准化的硬件机制。当发生中断时，CPU会保存当前状态，包括复制CPSR（当前程序状态寄存器）到SPSR（保存程序状态寄存器），切换到适当的异常模式，并进入ARM状态。中断还会被禁止以防止进一步的中断请求，然后将返回地址保存在LR（链接寄存器）中，并跳转到中断服务程序的入口。在这个阶段，中断服务程序可能会保存更多必要的寄存器到堆栈中。在完成服务后，中断会被重新启用，以便处理可能的嵌套中断，恢复保存的寄存器，并通过Reti指令恢复原来的执行流程。 中断对于操作系统来说至关重要，因为它构成了操作系统与用户程序交互的桥梁。操作系统服务、任务调度、系统调用的实现，以及在有MMU（内存管理单元）的系统中的虚拟内存管理，都依赖于中断机制。特别是在实时系统中，中断是处理异步事件的关键手段。 在操作系统内核的实现中，中断处理的细节和堆栈管理是核心部分。理解这些原理对于深入学习和开发操作系统是必不可少的。因此，中断的重要性不容忽视，它是操作系统设计和实现的基础，也是连接硬件和软件的桥梁。