本篇來介紹中斷，這是計算機系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)的重要概念。

1 中斷基本概念

中斷是CPU對系統(tǒng)發(fā)生的某個事件作出的一種反應(yīng)。

中斷的一些基本概念：

中斷源：引起中斷的事件稱為中斷源

中斷請求：中斷源向CPU提出處理的請求稱為中斷請求

中斷向量：中斷源的識別標(biāo)志，中斷服務(wù)程序的入口地址

中斷向量表：按照中斷類型號從小到大的順序存儲對應(yīng)的中斷向量，總共存儲256個中斷向量

斷點：發(fā)生中斷時被打斷程序的暫停點稱為斷點

中斷響應(yīng)：CPU暫?，F(xiàn)行程序轉(zhuǎn)而為響應(yīng)中斷請求的過程稱為中斷響應(yīng)

關(guān)中斷：在保護(hù)現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場過程中都要先關(guān)閉中斷，避免堆棧錯誤

保存現(xiàn)場：保存程序當(dāng)前斷點執(zhí)行所需的寄存器和相關(guān)數(shù)據(jù)

中斷服務(wù)程序：處理中斷源的程序稱為中斷處理程序

中斷處理：CPU執(zhí)行有關(guān)的中斷服務(wù)函數(shù)稱為中斷處理

中斷返回：返回斷點的過程稱為中斷返回

2 中斷的分類

2.1 硬/軟中斷

按中斷源的不同，可分為：

硬件中斷：由CPU外部的硬件，引入的中斷，是隨機的

軟件中斷：軟件中斷其實并不是真正的中斷，它們只是可被調(diào)用執(zhí)行的一般程序，是預(yù)先設(shè)計的

2.2 外/內(nèi)中斷

根據(jù)中斷源所在的位置，可以分：

外部中斷：一般指由計算機外設(shè)發(fā)出的中斷請求，如：鍵盤中斷、打印機中斷、定時器中斷等

內(nèi)部中斷：是指如運算出錯（除數(shù)為零、運算溢出、單步中斷等）所引起的中斷

2.3 可/非屏蔽中斷

按是否可屏蔽，可分為：

可屏蔽中斷：通過INTR（Interrupt Require）線向CPU請求的中斷，此類中斷并不會影響系統(tǒng)運行，可隨時處理，或不處理。此外，除受本身的屏蔽位控制外，還受一個總的中斷允許標(biāo)志位IF（Interrupt ?Flag）的控制

非屏蔽中斷（不可屏蔽中斷）：非屏蔽中斷是出現(xiàn)在NMI（Non Maskable Interrupt）線上的請求 ，不受中斷標(biāo)志位IF的影響，內(nèi)部中斷是不可屏蔽的中斷

3 中斷處理具體細(xì)節(jié)

中斷的整個處理過程，由硬件和軟件共同完成，具體處理細(xì)節(jié)如下圖：

根據(jù)此圖，再來分析下各個過程：

關(guān)中斷：進(jìn)入不可響應(yīng)中斷請求的中斷，由硬件自動完成

保存斷點：把當(dāng)前的程序計數(shù)器PC中的內(nèi)容保存起來，用于中斷處理結(jié)束后能繼續(xù)執(zhí)行主程序

識別中斷源：有多個中斷源同時請求時，只能響應(yīng)最高優(yōu)先級的，因此需進(jìn)一步判斷中斷源

保存現(xiàn)場和屏蔽字：進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，要先保存現(xiàn)場

設(shè)置新的屏蔽字：用于改變中斷優(yōu)先級和控制中斷的產(chǎn)生

開中斷：執(zhí)行中斷程序時，打開中斷可實現(xiàn)更高優(yōu)先級的中斷響應(yīng)，實現(xiàn)中斷嵌套

執(zhí)行中斷服務(wù)程序：執(zhí)行中斷服務(wù)程序中的內(nèi)容

再次關(guān)中斷：使得恢復(fù)現(xiàn)場和屏蔽字時不會被中斷打斷

恢復(fù)現(xiàn)場和屏蔽字：使現(xiàn)場和屏蔽字恢復(fù)到中斷之前的狀態(tài)

再次開中斷：中斷執(zhí)行完，現(xiàn)場恢復(fù)完后，可以打開中斷

中斷返回：返回原程序繼續(xù)執(zhí)行

處理過程，會經(jīng)歷兩次的開/關(guān)中斷，也可用下圖描述

4 總結(jié)

本編介紹了中斷基本概念，中斷的分類，以及 中斷處理的具體細(xì)節(jié)