第八章输入输出操作的实现.pptVIP

响应 中断I/O方式 基本思想： 当外设准备好（ready）时，便向CPU发中断请求，CPU响应后，中止现行程序的执行，转入“中断服务程序”进行输入/出操作，以实现主机和外设接口之间的数据传送，并启动外设工作。 “中断服务程序”执行完后，返回原被中止的程序断点处继续执行。此时，外设和CPU并行工作。 外设 CPU 启动 完成 启动 完成 工作 工作 工作 请求 启动 请求 响应 sys_write系统调用服务例程 返回 上述哪段时间CPU和外设并行工作？ 程序切换（响应中断）由硬件完成，即执行“中断隐指令”，时间为 中断服务程序 P 被阻塞，调其他进程Q执行 Q Q Q P 中断I/O方式 copy_string_to_kernel ( strbuf, kernelbuf, n);// 将字符串复制到内核缓冲区 enable_interrupts ( ); // 开中断，允许外设发出中断请求 while ( printer_status != READY); // 等待直到打印机状态为“就绪” *printer_data_port=kernbuf[i]; // 向数据端口输出第一个字符 *printer_control_port=START; // 发送“启动打印”命令 scheduler ( ); // 阻塞用户进程P，调度其他进程执行 if (n==0) { // 若字符串打印完，则 unblock_user ( ); // 用户进程P解除阻塞，P进就绪队列 } else { *printer_data_port=kernelbuf[i]; // 向数据端口输出一个字符 *printer_control_port=START; // 发送“启动打印”命令 n = n-1; // 未打印字符数减1 i = i+1; // 下一个打印字符指针加1 } acknowledge_interrupt(); // 中断回答（清除中断请求） return_from_interrupt(); // 中断返回 例子：采用中断方式进行字符串打印 sys_write进行字符串打印的程序段: “字符打印”中断服务程序： sys_write是如何调出来的？ 系统调用！ 中断服务程序是如何调出来的？ 外设完成任务！ 中断控制器的基本结构 屏蔽寄存器 中断请求寄存器 …… 判 优 线 路 中断类型号形成线路 中断类型：32+i 中断请求信号INT INTR CPU发出中断查询请求信号 …… CPU 中断类型号送到什么线上？ 数据线上！为什么？ 中断查询信号何时发出？ 每条指令最后一个控制信号启动采样！ 何时采样中断请求信号？ 中断查询信号发出后固定时间内读取 CPU采样到INT信号有效，则进入“中断响应周期”！ 中断控制器 IRQ0、… 、IRQi 、 … 来自不同外设，如IRQ0为键盘中断 来自CPU，通过OUT指令设置 中断响应过程中，也称为中断回答信号 中断优先权编码器 中 断 类 型 号 编码器 并行判优线路 中断 查询 中断类型号形成线路 中断I/O方式 中断过程 中断检测（硬件实现） 中断响应（硬件实现） 中断处理（软件实现） 中断响应 中断响应是指主机发现外部中断请求，中止现行程序的执行，到调出中断服务程序这一过程。 中断响应的条件 ① CPU处于开中断状态 ② 在一条指令执行完 至少要有一个未被屏蔽的中断请求 中断处理 中断响应 问题：中断响应的时点与异常处理的时点是否相同？为什么？ 通常在指令执行结束时查询有无中断请求，有则立即响应； 而异常发生在指令执行过程中，一旦发现则马上处理。 中断处理过程 中断响应的结果就是调出相应的中断服务程序 中断处理是指执行相应中断服务程序的过程 不同的中断源其对应的中断服务程序不同。 典型的多重中断处理（中断服务程序）分为三个阶段： 先行段（准备阶段） 保护现场及旧屏蔽字 查明原因（软件识别中断时） 设置新屏蔽字 开中断 本体段（具体的中断处理阶段） 结束段（恢复阶段） 关中断 恢复现场及旧屏蔽字 清“中断请求” 开中断 中断返回 处在“关中断”状态， 不允许被打断 处在“禁止中断”状态，不允许被打断 处在“开中断”状态，可被新的处理优先级更高的中断打断 单重中断不允许在中断处理时被新的中断打断，因而直到中断返回前才会开中断。单重中断系统无需设置中断屏蔽字。 多重中断的概念 多重中断和中断处理优先权的动态分配 多重中断的概念： 在一个中断处理（即执行中断