中断系统

引起中断的各种因素

1.人为设置的中断
2.程序性事故：溢出，除法非法，操作码不能识别
3.硬件故障
4.I/O设备
5.外部事件，键盘ESC退出

中断系统需要解决的问题

（1）各中断源怎么向CPU提出中断请求
（2）多个中断源同时提出了中断请求，怎么办
（3）CPU在什么条件，什么时间，以什么方式响应中断
（4）如何保护现场（就是中断结束后，要返回到原来的中断的地方，需要保存原来中断的地方继续向下执行）
（5）如何寻找入口地址（要执行中断程序，需要有一个入口地址）
（6）如何恢复现场，如何返回？
（7）如果在处理中断的过程又出现中断怎么办？
我们采用软件+硬件的方式来实现的

中断请求标记和中断判优逻辑

1.中断请求标记 INTR
一个请求源，一个INTR中断请求标记触发器
多个INTR，就组成了中断请求标记寄存器
在这里插入图片描述

2.中断判优逻辑

哪一种中断源的优先级最高，就先响应哪一个中断请求
（1）硬件操作（排队器）
a。将排队器分散在各个中断源的接口电路中链式排队器
b。集中在CPU的内部
用硬件的方式：
在这里插入图片描述
用软件实现（程序查询）：

那么就会有一个问题了，怎么去找到中断服务程序的入口地址呢？

终端服务器入口地址的查找

1.硬件向量法
在这里插入图片描述
2.软件查询方法

中断响应

1.响应中断的条件
也就是说，如果这个时候CPU正在响应中断，如果这个时候又有中断请求了，CPU可以响应吗，明显是不能的，所以这个时候就要出现响应中断请求的条件
允许中断触发器 EINT=1时，表明可以响应中断
2.响应中断的时间
是不是在任何时间都可以响应中断呢？很明显是不可以的，比如在指令的执行期间
一般是在指令执行完毕之后，才可以响应中断请求
指令周期结束之后，由CPU发出查询信号
在这里插入图片描述
中断隐指令
（1）保护程序断点（因为在中断响应结束之后，要返回到断点处）
断点存于特定的地址断点进栈
（2）寻找服务程序入口地址
向量地址 -> PC（硬件向量法）
中断识别程序入口地址 M->PC (软件查询法）
（3）硬件关中断
避免在执行中断程序的时候又新的中断源干扰
INT中断标记
EINT允许中断
R-S触发器

保存现场和恢复现场

在这里插入图片描述

多重中断

如果在执行中断的过程中，出现了更重要的，需要及时处理的新事件，怎么办？
那么，中断是要被打断的：
在这里插入图片描述

实现多重中断的条件

要允许CPU在执行某个中断服务程序时，响应新的中断请求
（1）提前设置开中断指令（需要允许中断EINT打开）
是不是任何一个新的中断服务请求都能打断当前的中断程序？
（2）优先级别高的中断源才能中断优先级别低的中断源
在这里插入图片描述
在主程序执行的时候，如果B和C发出中断请求，这时候因为B的优先级比C高，所以先响应B的中的中断请求，当响应完B的中断请求之后，CPU会查询还有没有中断请求，发现C这时中断请求还在，所以就会接着响应C的中断请求，执行完C的中断请求后，会返回到主程序，如果这时候D发出中断请求，那么这时候CPU就会响应D的中断请求，但是，在响应D的中断请求时候，CPU检测到有比D更高级别的中断请求，所以会打断D的中断程序执行，从而响应A的中断请求，只有在完成A的中断程之后，CPU才会返回去执行D的中断程序执行完D的中断程序之后，会返回到主程序。

3.屏蔽技术

（1)屏蔽触发器的作用
就是使得某一个中断源无法向CPU发出中断服务请求，也不能参加中断优先排队器的排队
在这里插入图片描述
屏蔽触发器对应的值就是屏蔽字
实际上每一个中断源对应一个0/1，多个中断源0/1排列

上面中，假如1号中断源在执行中断应用程序，那么如果下面的中断源发出中断请求那么CPU是不会进行响应的。