中断是指由于某种事件的发生(硬件或者软件的),计算机暂停执行当前的程序,转而执行另一程序,以处理发生的事件,处理完毕后又返回原程序继续作业的过程。中断是处理器一种工作状态的描述。我们把引起中断的原因,或者能够发出中断请求信号的来源统称为中断源。
中断源
一般来说,外部中断主要有以下几种:
一、I/O设备:如显示器、键盘、打印机等。
二、数据通道:软盘、硬盘、光盘等。
三、实时时钟:如外部的定时电路等。
四、用户故障源:如掉电、奇偶校验错误等。
产生于CPU内部的中断源有几种:
一、由CPU得运行结果产生:如除数为0、结果溢出、单步执行等。
二、执行中断指令INT:INT3
三、非法操作或指令引起异常处理。
通常中断源有以下几种:
(1)外部设备请求中断。一般的外部设备(如键盘、打印机和A / D转换器等)在完成自身的操作后,向CPU发出中断请求,要求CPU为他服务。
(2)故障强迫中断。计算机在一些关键部位都设有故障自动检测装置。如运算溢出、存储器读出出错、外部设备故障、电源掉电以及其他报警信号等,这些装置的报警信号都能使CPU中断,进行相应的中断处理。由计算机硬件异常或故障引起的中断,也称为内部异常中断。
(3)实时时钟请求中断。在控制中遇到定时检测和控制,为此常采用一个外部时钟电路(可编程)控制其时间间隔。需要定时时,CPU发出命令使时钟电路开始工作,一旦到达规定时间,时钟电路发出中断请求,由CPU转去完成检测和控制工作。
(4)数据通道中断。数据通道中断也称直接存储器存取(DMA)操作中断,如磁盘、磁带机或CRT等直接与存储器交换数据所要求的中断。
(5)程序自愿中断。CPU执行了特殊指令(自陷指令)或由硬件电路引起的中断是程序自愿中断,是指当用户调试程序时,程序自愿中断检查中间结果或寻找错误所在而采用的检查手段,如断点中断和单步中断等。
中断就是执行中断服务程序,这是中断系统的核心。不同计算机系统的中断处理过程各具特色,但对多数计算机而言,其中中断服务程序的流程如下。
中断处理过程基本上由3部分组成,第一部分为准备部分,其基本功能是保护现场,对于非向量中断方式则需要确定中断源,最后开放中断,允许更高级的中断请求打断低级的中断服务程序;第二部分为处理部分,即真正执行具体的为某个中断源服务的中断服务程序;第三部分为结尾部分,首先要关中断,以防止在恢复现场过程中被新的中断请求打断,接着恢复现场,然后开放中断,以便返回原来的程序后可响应其他的中断请求。中断服务程序的最后一条指令一定是中断返回指令。