第6章中断技术

1/32中断技术第6章26.1中断概述中断，是CPU在执行当前程序的过程中，由于某种随机出现的外围设备的请求，使得CPU暂时停止正在执行的程序，转去执行为外围设备服务的程序，当为外围设备服务的程序执行完后，CPU再返回到原暂时停止的程序处（即断点）继续执行的这一过程。中断示意图中断的基本概念3凡是能发出中断请求的外部设备及内部原因（包括软件中断和异常故障）被称为中断源。常见的中断源有：外设中断：系统外设要求与CPU交换信息而产生的中断。如打印机、磁盘等。指令中断：为方便用户使用系统资源或调试程序而设置的中断指令。程序中断：程序在运行过程中出现的多种错误而产生的中断。如溢出中断、非法除数中断、地址越界中断、非法操作码中断等。故障中断：机器在运行过程中，硬件出现错误而引起的中断。如校验错、电源故障等。6.1中断概述中断源4CPU响应中断的条件：设置中断请求触发器（发出中断）设置中断屏蔽触发器（屏蔽中断）设置中断允许触发器（允许中断）CPU在现行指令结束后响应中断具有中断屏蔽功能的接口电路示例6.1中断概述中断响应与中断处理5中断响应与中断处理过程：关中断保护断点识别中断源保护现场中断服务恢复现场开中断与返回6.1中断概述中断响应与中断处理6中断优先级（Priority），又称优先权，即在多个中断源同时请求中断时，确定服务的次序。解决中断的优先级的方法常有以下几种：软件查询确定中断优先级（原理图）硬件查询确定优先级（链式优先级排队原理图）中断优先级编码电路（由编码器和比较器构成的优先级排队电路原理图）6.1中断概述中断优先级与中断嵌套7中断嵌套，或称多重中断，即当CPU执行优先级较低的中断服务程序时，允许响应比它优先级高的中断源请求中断，而挂起正在处理的中断。多个中断源、单一中断请求线的多重中断流程6.1中断概述中断优先级与中断嵌套8可屏蔽中断INTR8086/8088的中断时序不可屏蔽中断NMI（中断类型码固定为2），用于通知CPU发生了“灾难性”的事件，如电源掉电、存储器读写错误、总线奇偶位出错等。软件中断（内部）硬件中断（外部）INTn指令中断逻辑断点中断溢出中断单步中断除数为0中断（3）（4）（1）（0）非屏蔽中断请求（2）中断控制器8259A可屏蔽中断请求NMIINTRINTOINT3OF=1TF=16.28086的中断系统外部中断9溢出中断（4号中断）除法出错中断（0号中断）INTn指令中断断点中断（3号中断）单步（陷阱）中断（1号中断）6.28086的中断系统内部中断软件中断（内部）硬件中断（外部）INTn指令中断逻辑断点中断溢出中断单步中断除数为0中断（3）（4）（1）（0）非屏蔽中断请求（2）中断控制器8259A可屏蔽中断请求NMIINTRINTOINT3OF=1TF=110中断向量：是中断服务程序的入口地址，包括中断服务程序的段基址CS和偏移地址IP（共占4个字节）。中断向量表：是存放中断向量的表格，它存放在存储器的最低端，共1KB，存放256个中断向量。向量地址：是在中断向量表中，每个中断向量在存储空间上的最低地址，是将中断类型码乘4以获取。8086/8088的中断向量表结构6.28086的中断系统中断向量与中断向量表11（1）保护断点。即把当前标志寄存器PSW、代码段寄存器CS和指令指针寄存器IP的内容压入堆栈：（SP）←（SP）-2（（SP）+1,（SP））←（PSW）（SP）←（SP）-2（（SP）+1,（SP））←（CS）（SP）←（SP）-2（（SP）+1,（SP））←（IP）6.28086的中断系统中断控制转入操作12（2）清除IF和TF，即IF←0，TF←0，以便禁止其它可屏蔽中断和单步中断（3）获取中断向量。将中断类型码乘以4获得向量地址，根据向量地址查找中断向量表后，将对应的中断向量放入CS和IP，从而将控制转入中断服务程序：（IP）←［0000H：4×N］（CS）←［0000H：4×N＋2］6.28086的中断系统中断控制转入操作13在中断服务程序执行完后，最后要执行一条中断返回指令IRET，将原压入堆栈的标志和断点重又弹回原处：（IP）←（（SP）+1,（SP））（SP）←（SP）+2（CS）←（（SP）+1,（SP））（SP）←（SP）+2（PSW）←（（SP）+1,（SP））（SP）←（SP）+26.28086的中断系统中断返回操作14【例】某外设中断类型号为13H，它的中断服务程序的入口地址为0070H：0FC9H，求其向量地址并具体描述中断向量的各字节在存储器中的存储情况。【解】由13H×4=4CH，可得中断类型号为13H的向量地址为0000H：004CH，该中断向量在向量表中的具体存储情况如下：（0000H：004CH）=C9H（0000H：004DH）=0FH（0000H：004EH）=70H（0000H：004FH）=00H6.28086的中断系统15INTER1PROCFARPUSHAX；保护现场PUSHBX……；中断服务程序STI；开中断，以便允许多重中断……；继续执行中断服务程序（发中断结束命令）；中断控制器8259A所要求的POPBX；恢复现场POPAXIRET；中断返回INTER1ENDP6.28086的中断系统中断服务程序格式16中断向量并非常驻内存，而是开机上电时，由程序装入内存指定的中断向量表中。系统配置和使用的中断所对应的中断向量由系统软件负责装入，而用户编写的中断，其中断向量则要由用户自行装入。【例】某外设的中断服务程序为INTER1，其中断类型号为N，试编写一程序将该外设的中断向量装入到中断向量表中。（程序示例）6.28086的中断系统中断向量的装入17/32thanks!6.1，6.2，6.5，6.9，6.10课后作业181920212223242526272829Type225CSIP:CSType32IPCSType31IP:CSType5IPCSType4IPCSType3IPIPIPIPCSCSCSType8Type1Type0:224保留27个用户定义个8086专用5个03FFH03FCH0083H0080H007FH007CH0014H0013H0010H000FH000CH000FH0008H0007H0004H0003H0000H溢出中断断点中断非屏蔽中断单步中断除数为030方法一：MOVAX，0；中断向量表的段基址MOVES，AXMOVDI，N*4；向量地址送DI；中断向量装入中断向量表中MOVAX，OFFSETINTER1CLDSTOSWMOVAX，SEGINTER1STOSW某外设的中断服务程序为INTER1，其中断类型号为N，试编写一程序将该外设的中断向量装入到中断向量表中。31方法二：MOVAX，0；中断向量表的段基址MOVES，AXMOVBX，N*4；向量地址送BX；中断向量装入中断向量表中MOVAX，OFFSETINTER1MOVES：[BX]，AXMOVAX，SEGINTER1MOVES：[BX+2]，AX某外设的中断服务程序为INTER1，其中断类型号为N，试编写一程序将该外设的中断向量装入到中断向量表中。32