中斷如何處理

從查詢式的傳輸過程可以看出，它的優(yōu)點是硬件開銷小，使用起來比較簡單。但在此方式下，CPU要不斷地查詢外設的狀態(tài)，當外設未準備好時，CPU就只能循環(huán)等待，不能執(zhí)行其它程序，這樣就浪費了CPU的大量時間，降低了主機的利用率。 為了解決這個矛盾，我們提出了中斷傳送方式，即當CPU進行主程序操作時，外設的數據已存入輸入端口的數據寄存器;或端口的數據輸出寄存器已空，由外設通過接口電路向CPU發(fā)出中斷請求信號，CPU在滿足一定的條件下，暫停執(zhí)行當前正在執(zhí)行的主程序，轉入執(zhí)行相應能夠進行輸入/輸出操作的子程序，待輸入/輸出操作執(zhí)行完畢之后CPU即返回繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的主程序。這樣CPU就避免了把大量時間耗費在等待、查詢狀態(tài)信號的操作上，使其工作效率得以大大地提高。 能夠向CPU發(fā)出中斷請求的設備或事件稱為中斷源。而對其的處理方式即中斷處理.

當CPU(中央處理器)執(zhí)行一條現行指令的時候，如果外設向CPU發(fā)出中斷請求，那么CPU在滿足響應的情況下，將發(fā)出中斷響應信號，與此同時關閉中斷，表示CPU不在受理另外一個設備的中斷。這時，CPU將尋找中斷請求源是哪一個設備，并保存CPU自己的程序計數器(PC)的內容。然后，他將轉移到處理該中斷源的中斷服務程序。CPU在保存現場信息，設備服務(如交換數據)以后，將恢復現場信息。在這些動作完成以后，開放中斷，并返回到原來被中斷的主程序的下一條指令。

在微機系統中，對于外部中斷，中斷請求信號是由外部設備產生，并施加到CPU的NMI或INTR引腳上，CPU通過不斷地檢測NMI和INTR引腳信號來識 別是否有中斷請求發(fā)生。對于內部中斷，中斷請求方式不需要外部施加信號激發(fā)，而是通過內部中斷控制邏輯去調用。無論是外部中斷還是內部中斷，中斷處理過程 都要經歷以下步驟：　請求中斷→響應中斷→關閉中斷→保留斷點→中斷源識別→保護現場→中斷服務子程序→恢復現場→中斷返回。

請求中斷當某一中斷源需要CPU為其進行中斷服務時，就輸出中斷請求信號，使中斷控制系統的中斷請求觸發(fā)器置位，向CPU請求中斷。系統要求中斷請求信號一直保持到CPU對其進行中斷響應為止。

中斷響應CPU對系統內部中斷源提出的中斷請求必須響應，而且自動取得中斷服務子程序的入口地址，執(zhí)行中斷 服務子程序。對于外部中斷，CPU在執(zhí)行當前指令的最后一個時鐘周期去查詢INTR引腳，若查詢到中斷請求信號有效，同時在系統開中斷(即IF=1)的情 況下，CPU向發(fā)出中斷請求的外設回送一個低電平有效的中斷應答信號，作為對中斷請求INTR的應答，系統自動進入中斷響應周期。

關閉中斷CPU響應中斷后，輸出中斷響應信號，自動將狀態(tài)標志寄存器FR或EFR的內容壓入堆棧保護起來，然后將FR或EFR中的中斷標志位IF與陷阱標志位TF清零，從而自動關閉外部硬件中斷。因為CPU剛進入中斷時要保護現場，主要涉及堆棧操作，此時不能再響應中斷，否則將造成系統混亂。

保護斷點保護斷點就是將CS和IP/EIP的當前內容壓入堆棧保存，以便中斷處理完畢后能返回被中斷的原程序繼續(xù)執(zhí)行，這一過程也是由CPU自動完成。

中斷源識別當系統中有多個中斷源時，一旦有中斷請求，CPU必須確定是哪一個中斷源提出的中斷請求，并由中斷控制器給出中斷服務子程序的入口地址，裝入CS與IP/EIP兩個寄存器。CPU轉入相應的中斷服務子程序開始執(zhí)行。

保護現場主程序和中斷服務子程序都要使用CPU內部寄存器等資源，為使中斷處理程序不破壞主程序中寄存器的內容，應先將斷點處各寄存器的內容壓入堆棧保護起來，再進入的中斷處理。現場保護是由用戶使用PUSH指令來實現的。