文档介绍：第七章计算机的中断系统
中断基本概念
中断向量及中断向量表
中断响应过程
软件中断响应过程
直接由INT指令后面的中断类型号,查找中断向量
不可屏蔽硬件中断响应过程:与软件中断类似
可屏蔽硬件中断响应过程
可编程中断控制器8259A
8086/8088的硬件中断系统
中断的概念
中断是一个过程。
这个过程一般由微处理器内部或外部硬件引起的,即CPU暂时中止正在执行的程序,转去执行请求中断的那个外设或事件的中断服务程序,待处理完毕后,又回到刚才中止了的程序,继续执行后续程序。
微处理器
外部设备
软件中断
外部中断或硬件中断
中断的用途
高效实时处理数据交换
故障处理
分时操作,相当于某种程度的多任务
中断的分类
软件中断(内中断),由INT指令产生
DOS功能调用 INT 21H
BIOS功能调用 INT 10H、INT 17H、INT 14H、INT 13H
硬件中断(外中断)
不可屏蔽中断:系统掉电、扩展槽数据错、奇偶校验错等(NMI)
可屏蔽中断:硬盘、软盘、打印机等(INTR)( 由中断控制器8259A处理)
中断与异常
中断类型号与中断向量
中断程序的段地址和偏移量
中断类型号
计算机为每个中断分配的序号(0到255)
供CPU识别是何种类型的中断
确定每个中断在中断向量表中的顺序
确定每个中断响应的默认优先级
中断向量
每个中断服务子程序的入口都称为一个中断向量
中断类型号分配
04H类中断为专用中断,由系统定义,不许更改
0:被0除
1:单步执行
2:NMI
3:断点
53FH类中断为保留中断,是系统备用中断,这是英特尔公司为软、硬件开发而保留的中断,不允许用户改作它用
08到0F:硬件中断
10到1A:BIOS调用
INT21H:DOS系统功能调用
400FFH类中断可由用户使用,可自定义为软件中断等。
中断向量表
内存中保存的每个中断处理程序的入口地址表
16位系统下,保存在中断向量表中,地址固定为0开始的1K空间
32位系统下,保存在中断描述符表中,地址不固定,由中断描述符表寄存器保存
在表中,每个中断类型占有一条记录,记录其处理程序在内存所处的地址,包括段(CS)和偏移量(IP)
16位系统下,每个中断向量占4个字节,分别表示段和偏移量(IP在低地址;CS在高地址)
32位系统下,每个中断描述符占8个字节
置换中断向量
8086的中断向量表
中断类型号为n的中断向量保存位置
IP: 4*n; CS:4*n+2
例:类型号为17H的中断处理程序存放在2345:7890H开始的内存区域中,则17H中断对应的中断向量存放在0000:005CH处。
0000:005CH :90H
0000:005DH :78H
0000:005EH :45H
0000:005FH :23H
硬件中断响应过程
外设通过中断控制器向CPU进行请求中断
CPU执行完当前指令,给中断控制器发送中断响应信号
中断控制器把中断类型号发送给CPU
CPU进行入栈处理,保护断点,保护现场
程序状态字PSW入栈;CS、IP入栈
有关寄存器入栈,如AX、DX等
IF和TF清零(避免单步跟踪和新的中断请求)
CPU根据中断类型号,从中断向量表和中断描述符表中查出中断处理程序的入口地址
将入口地址赋值给程序计数器(CS、IP),转去执行中断处理程序
处理完中断,恢复现场,CPU继续从断点处执行其它指令
8259A中断控制器
管理多个外部中断设备(每片8259A可管理8个硬件中断,可级联,最多级联8个,管理64个硬件中断)
8086/8088使用1片,管理8级中断
AT机以后使用2片,管理15级中断
向CPU发送中断请求信号,给CPU提供中断类型号
提供不同中断的优先级管理
提供多种工作方式,并可编程改变
可以单独屏蔽某些中断
中断类型号可以编程改变