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  • 中断响应与中断处理
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    2021-01-21 17:13:48

    中断响应优先级和中断处理优先级的区别

    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;

    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

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    中断程序具有几方面的操作:

    按照中断的先后执行次序排列的;

    1.接收中断请求

    2.查看本级中断屏蔽位,若该为1则本级中断源参加优先权排队

    3.中断优先权选择

    4.处理机执行完一条指令后或者这条指令无法执行,则立即终止现行程序。接着中断部件根据中断去指定相应的主存单元,并且被中断的指令地址和处理机当前的主要状态信息存放在此单元中;

    5.中断部件根据中断级又指定另外的主存单元,从这些单元中取出处理机新的状态信息和该级中断控制程序的起始地址;

    6.执行中断控制程序和相应的中断服务程序;

    7。执行完中断服务程序后,利用专用的指令使处理机返回被中断的程序或者其他程序

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    描述

    讲到这儿,我们依然对于计算机响应中断感到神奇,我们人可以响应外界的事件,是因为我们有多种“传感器“――眼、耳可以接受不同的信息,计算机是如何做到这点的呢?其实说穿了,一点都不希奇,MCS51工作时,在每个机器周期中都会去查询一下各个中断标记,看他们是否是“1“,如果是1,就说明有中断请求了,所以所谓中断,其实也是查询,不过是每个周期都查一下而已。这要换成人来说,就相当于你在看书的时候,每一秒钟都会抬起头来看一看,查问一下,是不是有人按门铃,是否有电话很蠢,不是吗?可计算机本来就是这样,它根本没人聪明。

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    了解了上述中断的过程,就不难解中断响应的条件了。在下列三种情况之一时,CPU将封锁对中断的响应:

    1、CPU正在处理一个同级或更高级别的中断请求。

    2、现行的机器周期不是当前正执行指令的最后一个周期。我们知道,单片机有单周期、双周期、三周期指令,当前执行指令是单字节没有关系,如果是双字节或四字节的,就要等整条指令都执行完了,才能响应中断(因为中断查询是在每个机器周期都可能查到的)。

    3、当前正执行的指令是返回批令(RETI)或访问IP、IE寄存器的指令,则CPU至少再执行一条指令才应中断。这些都是与中断有关的,如果正访问IP、IE则可能会开、关中断或改变中断的优先级,而中断返回指令则说明本次中断还没有处理完,所以都要等本指令处理结束,再执行一条指令才可以响应中断。

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    1. 中断请求

    CPU每条指令执行完之前,按中断优先级的顺序分别检查是否有软中断,NMI和单步中断,如果没有就继续执行下条指令,如果有则进入中断响应周期。

    2. 中断响应

    根据不同的中断源形成不同的中断类型码,再根据中断类型码在中断向量中寻找中断服务程序的入口地址,转入相应的中断处理程序。

    (1)硬件自动完成

    • 标志寄存器FLAGS的内容入栈;
      ① 保护单步标志TF;
      ② 清IF标志,在中断处理过程中禁止其他中断进入(关中断);
      ③ 清TF标志,使CPU不会以单步形式执行中断处理程序;
    • 保护断点,CS:IP入栈

    总共有6个字节进栈。

    (2)进入中断服务
    如果在处理过程中又有NMI进入,NMI中断处理后会清楚CPU中锁存的NMI请求信号,使之加在CPU上的NMI只会被CPU识别一次;
    执行用户编写的的中断服务程序,保护现场、中断处理和恢复现场程序。

    3. 中断服务

    CPU根据查询到的CS:IP执行中断服务程序。

    4. 中断返回

    CS:IP出栈,恢复断点,并恢复标志寄存器FLAGS的内容,返回主程序,继续执行下一条指令。

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