第8章 中斷系統(tǒng)(南通大學(xué))(陳繼紅)

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1、第8章中斷系統(tǒng)8.1概述8.280X86中斷系統(tǒng)8.3中斷控制器8259A8.1概述8.1.1中斷的基本概念1．中斷和中斷源所謂“中斷”是指CPU中止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行請求CPU為之服務(wù)的內(nèi)、外部事件的服務(wù)程序，待該服務(wù)程序執(zhí)行完后，又返回到被中止的程序中繼續(xù)運(yùn)行的過程。引起CPU中斷的事件稱為“中斷源”。常見的中斷源有：⑴外部設(shè)備的請求，如CRT終端、鍵盤、打印機(jī)等；⑵由硬件故障引起的，如電源掉電，硬件損壞等；⑶實(shí)時(shí)時(shí)鐘，如定時(shí)器芯片等；⑷由軟件引起的，如程序錯(cuò)、運(yùn)算錯(cuò)、為調(diào)試程序而設(shè)置的斷點(diǎn)等。8.1.2中斷處理過程1．中斷請求2．中斷判優(yōu)3．中斷響應(yīng)2．中斷系統(tǒng)的

2、功能：⑴能實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)及中斷返回。⑵能實(shí)現(xiàn)中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)⑶能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套通常中斷響應(yīng)的操作過程應(yīng)包括（由硬件實(shí)現(xiàn)）：保留斷點(diǎn)地址關(guān)閉中斷允許（關(guān)中斷）轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序4．中斷處理（由中斷服務(wù)程序完成）開中斷*（弱允許中斷嵌套）保護(hù)現(xiàn)場完成中斷服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場5.中斷返回8.1.3中斷優(yōu)先級(jí)(優(yōu)先權(quán))1．軟件查詢方式2．鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)（菊花鏈法）3．可編程中斷控制器中斷控制器是集中斷請求、中斷屏蔽、中斷判優(yōu)、中斷源類型碼提供等功能于一身的專用大規(guī)模集成芯片。采用可編程中斷控制器是當(dāng)前微型計(jì)算機(jī)中解決中斷的最常用方案。Intel公司的8259A，就是具有上述功能的可編程中斷

3、控制器。8.280x86中斷系統(tǒng)80x86的中斷系統(tǒng)可處理256種個(gè)中斷源。這些中斷源可分為兩大類：外部中斷（硬件中斷）內(nèi)部中斷（軟件中斷）8.2.1外部中斷（硬件中斷）1、可屏蔽中斷INTR受CPU中斷允許標(biāo)志位IF的控制，即IF=1時(shí)，CPU才能響應(yīng)INTR引腳上的中斷請求。復(fù)習(xí)：CLI功能：IF0STIIF1當(dāng)可屏蔽中斷被響應(yīng)，CPU需執(zhí)行7個(gè)總線周期，才轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。即：(1)在第一個(gè)總線周期內(nèi)通知外部中斷系統(tǒng)CPU已響應(yīng)；(2)在第二個(gè)總線周期，從中斷源讀取中斷類型號(hào)；(3)執(zhí)行一個(gè)總線寫周期，將標(biāo)志寄存器內(nèi)容壓棧，同時(shí)使IF為0，TF為0；(4)執(zhí)行一個(gè)總線寫

4、周期，把CS內(nèi)容壓棧；(5)執(zhí)行一個(gè)總線寫周期，把當(dāng)前IP內(nèi)容壓棧；；(6)執(zhí)行一個(gè)總線讀周期，從中斷向量表中讀取中斷服務(wù)程序的偏移地址并送IP；(7)執(zhí)行一個(gè)總線讀周期，從中斷向量表中讀取中斷服務(wù)程序的段地址并送CS。2、非屏蔽中斷非屏蔽中斷NMI信號(hào)連到CPU的NMI引腳，它不受CPU中斷允許標(biāo)志位IF的控制；中斷類型號(hào)為2；PC機(jī)系統(tǒng)中，NMI被用于檢查系統(tǒng)RAM的奇偶錯(cuò)，或I/O通道中擴(kuò)展選件板上的奇偶校驗(yàn)錯(cuò)等。8.2.2內(nèi)部中斷（軟件中斷）除法錯(cuò)中斷：執(zhí)行除法指令時(shí)，若除數(shù)為0或商超過寄存器所能表達(dá)的范圍，則CPU立即產(chǎn)生一個(gè)中斷類型號(hào)為0的中斷。溢出中斷：如果上一

5、條指令使溢出標(biāo)志位OF為1，則執(zhí)行INTO指令產(chǎn)生中斷，溢出中斷的中斷類型號(hào)為4。INTn指令中斷：在執(zhí)行中斷指令I(lǐng)NTn時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)中斷類型號(hào)為n的內(nèi)部中斷。單步中斷：當(dāng)單步標(biāo)志（陷阱標(biāo)志）TF置“1”時(shí)，80x86處于單步工作方式。在單步工作時(shí)，每執(zhí)行完一條指令，CPU自動(dòng)產(chǎn)生中斷類型號(hào)為1的中斷。斷點(diǎn)中斷：斷點(diǎn)中斷是80x86提供的一種調(diào)試程序的手段。用于設(shè)置程序中的斷點(diǎn)，中斷類型號(hào)為3。中斷優(yōu)先級(jí)（由高到低）：除法錯(cuò)、溢出、INTn指令、斷點(diǎn)中斷非屏蔽中斷可屏蔽中斷INTR單步中斷8086CPU對中斷處理可用以下流程圖表示8086中斷響應(yīng)過程8.2.3中斷向量表中斷向

6、量表是存放中斷服務(wù)程序入口地址的表格。它存放于系統(tǒng)內(nèi)存的最低端，共1024個(gè)字節(jié)，每4個(gè)字節(jié)存放一個(gè)中斷服務(wù)程序的入口地址。CPU響應(yīng)中斷后，將中斷類型號(hào)×4，在中斷向量表中“查表”得到中斷服務(wù)程序入口地址，分別送CS和IP，從而轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)入口地址表(中斷向量表)INT類型物理地址邏輯地址INT00(除法錯(cuò))00000H0000：0000INT01(單步)00004H0000：0004INT02(NMI)00008H0000：0008INT03(斷點(diǎn))0000CH0000：000CINT04(溢出)00010H0000：0010INT0500014H0000：

7、0014………………INTFF003FCH0000：03FC設(shè)置中斷向量的方法：1、將中斷服務(wù)程序的入口地址直接寫入中斷向量表中的相應(yīng)單元MOVAX,0000HMOVDS,AXMOVSI,中斷類型號(hào)*4MOVAX,中斷服務(wù)程序偏移地址MOV[SI],AXMOVAX,中斷服務(wù)程序段地址MOV[SI+2],AX2、二是利用DOS功能調(diào)用完成中斷向量的設(shè)置中斷向量設(shè)置(DOS功能調(diào)用INT21H)功能號(hào)：AH=25H入口參數(shù)：AL=中斷類型號(hào)，DS:DX=中斷向量(段地址:偏移地址)獲取中斷向量(DOS功能調(diào)