第五章 8086中断系统.pptVIP

第五章中断系统 5.1 中断的基本概念 中断 CPU暂停执行现行的程序，转而处理随机事件，处理完毕后再返回被中断的程序处继续执行，这一全过程称为中断。 中断源 能够引发CPU中断的信息源称为中断源。 常见的中断源为： 一般 I/O设备，如CRT终端、打印机等。 数据通道，如磁盘、磁带等。 实时时钟，如定时器芯片8253产生的定时中断请求信号。 故障信号，如电源掉电等。 软件中断，如为调试程序而设置的中断。 中断系统 系统为实现中断而采用的硬件和软件措施。 计算机采用中断系统的目的 维持系统的正常工作，提高系统效率。 实时处理。 为故障处理作准备。 中断系统应具备的基本功能 对于硬设备的中断请求，要具备屏蔽和开放功能，使得程序员能灵活控制。 能实现“中断判优”，即中断源排队，当有多个中断源提出请求时，高级别的中断请求能被优先响应。 能实现中断嵌套，即高级别的中断源能够中断低级别的中断服务程序。 系统响应中断后，能自动转入中断处理。中断处理结束，能自动返回。 5.2 8086中断系统 8086系统的中断分类 8086系统共有256种类型的中断，对应的中断类型号为：0～255。可分为软件中断和硬件中断两大类。 软件中断 由CPU执行某些指令引起的中断称为软件中断(亦称内部中断)。 它包括： 除法出错中断－0类型中断 单步中断－1类型中断 在单步标志TF=1且中断允许标志IF=1时，每执行一条指令就引起一次中断。 溢出中断－4类型中断 当溢出标志OF=1时，执行指令INTO，则产生溢出中断。 中断指令 INT n INT n是中断指令，n是中断类型号(0～255)。 磁盘操作系统、基本输入输出系统的功能即是用INT n指令中断调用。 硬件中断 由CPU外部中断请求引脚NMI和INTR引起的中断称为硬件中断(亦称为外部中断) 非屏蔽中断 通过CPU的NMI(Non-Maskable Interrupt)引脚进入, NMI被响应时, 自动产生2号类型中断。 可屏蔽中断 中断请求信号通过CPU的INTR(打断)引脚进入；中断响应信号从INTA引脚发出； 且中断允许标志IF=1时, CPU响应中断；若IF=0, 则中断请求被屏蔽； 通常可屏蔽中断源经过中断控制器8259A管理再向CPU发INTR请求。 中断标志IF的状态 IF＝0：可屏蔽中断不会被响应 关中断、禁止中断、中断屏蔽统复位，使IF＝0 任何一个中断被响应，使IF＝0 执行指令CLI，使IF＝0 IF＝1：可屏蔽中断会被响应 开中断、允许中断、中断开放执行； 指令STI，使IF＝1 执行指令IRET恢复原IF状态 5.2 中断处理过程 中断过程 中断请求: 中断源向CPU发出请求中断信号。中断信号将被锁存，直到CPU响应中断后，中断请求信号才被清除。 中断响应: CPU在执行每条指令的最后一个时钟周期检测中断请求信号。若发现中断请求信号有效，在允许中断的条件下，CPU响应中断。 CPU会自动完成3项任务: 关闭中断，以禁止其它中断请求。 断点(IP和CS)和标志寄存器内容入栈保护。 获得中断服务程序入口地址，转中断服务程序。 中断处理： 保护现场 相关工作寄存器的内容压栈保护。 开中断 若要响应高级别的中断，则需要打开中断。 执行中断服务程序 关中断 使得不被中断，可顺利恢复现场。 恢复现场 将压栈保护的内容顺序出栈给相关寄存器。 中断返回 中断服务程序的最后一条指令是中断返回指令IRET, 执行后IRET后CPU自动从堆栈中弹出IP 、 CS和FLAGS的内容, 返回主程序继续执行。 查询中断的顺序， 决定了各种中断源的优先权 软件中断 除法错中断 指令中断 溢出中断 非屏蔽中断 可屏蔽中断 单步中断 8086各种中断源的优先权，实际上是指被识别出来的先后； 多种中断同时请求时，最先响应的则可能是单步中断或NMI中断。 中断向量 中断向量 中断服务程序的入口地址亦称中断向量。它由两部分组成: 中断服务程序所在段的段基址(2个字节) 。 中断服务程序入口的偏移地址(2个字节) 。 中断向量表 一种类型的中断向量为4个字节, 256种中断的中断向量总共占用1024个字节。在8086系统中，所有的中断向量按类型顺序存放于内存的最低地址(00000H～003FFH)的1K单元中。存放中断向量的这1K单元称为中断向量表。 N型中断向量在中断向量表中的位置: 存放地址= N×4～（ n×4 ＋3 ） N×4字单元存放偏移地址； N×4＋2的字单元存放段基址。 例5.1 5型中断向量存放在: 5×4～5×4＋3=14H～17H的4个单元中, 其中14H、15H单元存放中断服务程序入口的偏移地址；16H、17H单元存放中断服务程序入口的段基址。