第3章-1中断及中断处理过程.ppt

1、3-1 中断及中断处理过程,所谓中断是指某事件的发生引起CPU暂停当前程序的运行，转入对所发生事件的处理，处理结束又回到原程序被打断处接着执行这样一个过程。,3-1 中断及中断处理过程,中断源分类,1、外中断源,2、内部中断源,I/O设备 数据通道 实时钟 故障源,CPU执行指令产生的异常 执行INT 软件中断指令,1、外部中断,2、内部中断,软件中断 没有随机性，类似于普通子程序的调用,硬件中断 具有随机性 分为 可屏蔽中断与不可屏蔽中断两种,中断分类,3.1.2 中断处理过程,中断请求中断优先级判定中断响应中断处理中断返回,1、中断请求,2、中断优先级判定,多中断请求的优先级判定 实现多层

2、中断嵌套,信号形式应满足CPU要求。 中断请求信号应被有效地记录，以便CPU能够检测到它。 一旦CPU对某中断源的请求提供了服务，则该中断源的请求信号应及时撤消。,3.1.2 中断处理过程,3、中断响应,获得中断类型号 保护状态标志 屏蔽新的INTR中断和单步中断 保存断点信息 根据中断类型，获得中断服务程序的入口地址 进入中断服务程序,CPU状态字中IF1，开中断；IF0，关中断 CPU复位，IF0，TF0；用STI开中断，CLI关中断 CPU响应中断后，自动实现关中断，若要实现中断嵌套，在中断服务程序中要用STI开中断,图 1 微机系统中实现中断的基本模型,图2 有中断产生的情况下CPU运

3、行程序的轨迹,3.1.2 中断处理过程,4、中断处理,保护现场 开中断 中断服务 关中断 恢复现场,中断处理程序中，最后应有IRET指令 恢复断点信息 恢复标志寄存器FR,4、中断返回,3.2 中断优先权,软件查询。 硬件链式优先级排队电路。 硬件优先级编码比较电路。 利用可编程中断控制器。,3.2.1 软件查询,3.2.2 硬件排优,2 可编程中断控制器,中断优先权管理电路 中断请求锁存器 中断类型寄存器 中断屏蔽寄存器 当前中断服务寄存器,3.3 80X86中断系统,3.3.1 中断结构,8086(88)中断系统可以容纳最多256个中断源，所有中断源统一编码，每个中断源用一个字节型编码标识

4、，它是CPU识别中断源的标记。 256个中断源分为两大类： (1)内部中断,由CPU内部事件及执行软中断指令产生。已定义的内部中断有： 除法错中断，0型中断。 单步中断，1型中断 断点中断，3型中断，用于调试插入断点。 溢出中断，4型中断，INTO指令。 指令中断，INT n指令, 中断在处理过程中，CPU自动将标志FR入栈，然后清TF和IF IF的值可以通过指令STI和指令CLI改变 没有直接改变TF值的指令，需要编程,PUSHF POP AX OR AX,0100H PUSH AX POPF,FR:,注意：,(2)外部中断,3.3.1 中断结构,由外部中断源产生对CPU的请求而引发的。80

5、86(88)中断系统将外部中断源又分为两种。 非屏蔽中断。 可屏蔽中断,2型中断。当NMI引脚出现上升沿触发，表示有非屏蔽中断请求 信号的有效高电平应持续2个时钟周期以上 用来处理系统突发事件,当INTR引脚出现高电平，表示有可屏蔽中断请求 只有在IF1时，CPU才响应此中断 CPU响应后，会执行两个响应周期，分别送两个INTA 负脉冲信号，以获得该中断源的中断类型码,3.3.2 中断向量表,中断向量：中断服务程序的入口地址。 8086(88)在内存的最低1K字节建了一个中断向量表，用以存放256个中断类型的中断向量（中断服务程序的地址）,存放方法：每个中断向量占4个字节，前2个字节是IP，后

6、两个字节是CS。按中断向量码的序号排列.,图7 中断向量表,中断向量地址指针,中断向量地址指针,4中断类型码,如：中断类型码为20H的中断向量，存放在0000：0080H开始的四个单元中。,1、绝对地址置入 2、使用串指令置入,3.3.3 中断向量表的建立,中断服务程序的入口地址该怎么置入中断向量表中？,INT-TBL SEGMENT AT 0 ORG n4 DD INT-VCE INT-TBL ENDS,CLI MOV AX,0 MOV ES,0 ;置向量表段地址 MOV DI,n * 4 ;置向量表偏移地址 MOV AX,OFFSET INT-VCE ;置中断服务程序偏移地址 CLD ;清

7、除方向标志 STOSW MOV AX,SEG INT-VCE ;置中断服务程序段地址 STOSW STI,3.3.3 中断向量表的建立,3、使用DOS系统功能调用 INT 21H,1）使用25H功能,系统功能调用： a）把调用号放入AH中，设置入口参数 b）执行INT 21H,25H功能：根据中断号更新中断服务程序的入口地址 a）AL中断号 b）DS：DX中断服务程序新的入口地址的段、偏移地址,PUSH DS MOV DX,SEG INT60H ;置中断服务程序段地址 MOV DS,DX MOV DX,OFFSET INT60H ;置中断服务程序偏移地址 MOV AL,60H MOV AH,2

8、5H INT 21H POP DS,35H功能：查询指定中断号的中断服务程序入口地址 a）AL中断号 b）执行INT 21H后入口地址的段地址放在ES中，偏移地址放在BX中 c）可利用35H功能，在更新中断服务程序入口之前，保存原有的中断服务程序入口地址,2）使用35H功能,3.3.3 中断向量表的建立,3、使用DOS系统功能调用 INT 21H,MOV AH,35H ;功能号置AH MOV AL,0 ;中断类型号置AL INT 21H MOV INTOSEG,ES ;保存原中断服务程序段基址 MOV INTOFF,BX ;保存原中断服务程序偏移基址,4、直接装入法,1、各类中断的优先权,3.3.4 中断响应过程,除法出错中断 溢出中断 INT n 中断 NMI INTR中断 单步中断,图6 中断响应时CPU查询中断源的顺序,2、内部中断响应过程,3.3.4 中断响应过程,获得中断类型号 保护状态标志 屏蔽新的INTR中断和单步中断 保存断点信息 根据中断类型，获得中断服务程序的入口地址 进入中断服务程序,CPU无需执行响应周期去获取中断类型码 除单步中断外，内部中断无法用软件禁止 内部中断没有随机性,3、外部中断响应过程,3.3.4 中断响应过程,响应过程 同 内部中断,1）非屏蔽中断响应过程,2) 可屏蔽中断响应过程,不同点在于：需要两个响应周期，获取中断类