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中断详解(一)——基本概念

时间:2015-03-24 11:01:27      阅读:288      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

概述

什么是中断

    中断通常被定义为一个事件,该事件能够改变处理器执行指令的顺序。这样的事件与 CPU 芯片内外部硬件电路产生的电信号相对应。
    中断分为同步中断和异步中断。
    同步中断——同步中断是当指令执行时由 控制单元产生的,之所以称为同步,是因为只有在一条指令终止执行后 CPU 才会发出中断
    异步中断——异步中 断是由其他硬件设备依照 CPU 时钟信号随机 产生的。
    通常我们所说的中断指的是异步中断,我们将同步中断称为异常。(异常是由程序的错误产生的,或者是由内核必须处理的异常条件产生的)

中断的作用

   跟据中断的定义,我们可以通过中断使处理器转而去优先运行正常控制流之外的代码。
    当 个中断信号达到肘, CPU 必须停止它当前正在傲的事情,并且切换到一个另一个活动。为了做到这 ~-就要在内核态堆钱保存程序计数器的当前值 (ftn eip cs存器的内容) ,并把与中断类型相关的 个地址放进程序计数量.

中断的约束

    中断处理是由内核执行的最敏感的任务之一,因为它必须满足下列约束:
    1)中断应该被尽可能快地处理完
    2)中断处理程序必须编成使相应的内核控制路径能以嵌套的方式执行
    3)内核在处理一个中断时,可接受新的中断。但存在一个临界区,中断必须被禁止。
    出于1)和3)的约束,中断的设计一般将中断处理程序分为两部分执行(即上半部和下半部函数)。上半部为中断被禁止的临界区,执行关键而紧急的任务,如把接收到的帧拷贝到输入队列,以便下半部函数执行时能进行处理。
    

    中断分类

中断:
  •     可屏蔽中断    ——I/O设备发出的所有中断请求(lRQ)都产生可屏蔽中断
  •     不可屏蔽中断——只有几个危急事件(如硬件故障)才引起非屏融中断。非屏蔽中断总是由CPU辨认
异常:
  •     处理器异常——当CPU执行指令时探测到的一个反常条件所产生的异常.(故障、陷阱、异常中止)
  •     编程异常    ——在编程者发出请求时发生.是由int或int3指令触发

中断与IRQ

    每个能够发出中断请求的硬件设备控制器都有一条名为IRQ(lnterrupt ReQuest) 的输出线。所有现有的IRQ线都与一个名为可编程中断控制器(PIC)的硬件电路的输入引脚相连。
    可编程中断控制器的功能:
    1)监视IRQ线,检查产生的信号(raised signal).如果有条或两条以上的IRQ线上产生信号,就选择引脚编号较小的IRQ线.(现在的高级可编程中断控制器APIC,通过重定向和中断向量优先级决定中断的优先级。
    2) 如果某个IRQ线上产生了引发信号:
        a.  把接收到的引发信号转换成对应的向量.
        b. 把这个向量存放在中断控制器的一个I/O端口,从而允许CPU通过数据总线读此向量。
        c.  把引发信号发送到处理器的INTR引脚,则产生一个中断
        d.  等待,直到CPU通过把这个中断信号写进可编程中断控制器的一个I/O端口来确认它,当这种情况发生肘,清INTR线.    
    3)返回到第1 步。
    IRQ线从0开始编号(IRQ0),与中断向量一一对应。其中IRQn 对应的是中断向量n+32,(即IRQ0对应的是中断向量32)。可通过可编程中断控制器修改映射关系。
    
    

中断详解(一)——基本概念

原文:http://blog.csdn.net/windeal3203/article/details/44588205

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