5.1概述

产生和应用

在IO设备和主机交换数据时，由于设备本身的机电特性的影响，其工作速度比较低，与CPU无法匹配，如果采用程序查询的方式需要CPU进行等待，但是如果在等待的过程中CPU可以执行其他的程序，可以提高计算机系统的效率。

中断技术提高计算机的处理速度，比如在程序断电时，立即启动备份电源防止数据丢失，在控制系统中，需要及时响应外部的信号并作出反应

中断是计算机在异常情况或者是发出特殊请求计算机停止当前运行程序的状态，中断不仅可以为外部设备服务，也可以为计算机服务(比如发出乘法的溢出，比如发生除数为0的情况)，具体可以看这一篇博客:

HIT-CSAPP第八章异常控制流上课笔记_旅僧的博客-CSDN博客

中断服务程序->入口地址（PC）中断向量(后边会详细介绍)

CPU向打印机发出打印的信号，然后打印机开始做准备工作，同时信号返回CPU继续执行主程序，当打印机准备完之后，CPU执行完当前的指令之后执行中断服务程序,此时CPU处在内核态。

形象举例:我放学回家，不知道什么时候饿了，然后发出饿的信号给妈妈，妈妈回应我说她知道了，这时候妈妈准备饭的时间很长，我不会等妈妈做完饭先去写作业，我做题做一半时候妈妈好饭之后发出信号给我让我吃饭，我得等这个题写完之后才能吃饭。

中断实现需要硬件和软件共同来完成。

为了实现这些功能需要硬件软件相配合，下面是硬件的组成。

每台设备都必须要有一个中断请求触发器INTR为1的时候代表向CPU发出中断请求，将要执行的程序形成一个个的地址用硬件来进行一个排队，如果需要执行这个程序的时候产生一个中断向量地址，向量的地址代表中断程序的入口地址。

MASK决定优先级，如果优先级比较低那么mask的值就是1

程序查询通过软件的方式进行排队。硬件的方式是硬件排队器，但是这种方式只能屏蔽掉优先级别更低的程序，可以增加硬件实现更高级别的信号的屏蔽。

中断向量地址形成部件

CPU一旦响应了IO中断就要暂停线性的程序，转去执行中断服务程序，不同的设备有不同的中断服务程序，每个服务程序都有一个入口地址，CPU必须找到这个入口地址。

入口地址可以由硬件和软件形成，这里介绍硬件。所谓硬件向量法，就是通过向量地址来寻找设备的专断服务程序的入口地址，而且向量的地址是由硬件电路产生的。

CS:IP相当于PC

中断服务程序的流程

允许中断服务程序的时候只需要讲EINT的值变为1就行。

可能需要我们对中断流程有很深入的理解。

回顾一下之前的中断控制方式，如果是输入命令，先启动命令，通过地址总线选择相应的接口，通过地址译码之后的到选择电路，这个接口准备开始工作。

中断的结构和工作过程

如果CPU处于开中断的状态时，一旦接受了中断请求，CPU就会自动关中断。同时为了返回主程序断点，CPU需要将PC的内容存至存储器（堆栈）中，中断结束后，为了返回主程序运行，并且允许接受新的中断，必须恢复寄存器和开中断
CPU响应中断要保护现场，包括对pc和寄存器内容的保护，前者通过硬件实现，后者通过中断服务程序（软件来完成）。
处理中断的过程大致可分为中断请求中断判优中断响应中断服务中断返回
执行中断服务程序的流程是保护现场执行中断服务程序恢复现场中断返回
为了反应工作状态IO接口中通常设有状态触发器：常见的有工作触发器B 完成触发器D 中断请求触发器INTR 中断屏蔽触发器MASK
D/A信号是将数字信号转换成模拟信号，A/D信号是将模拟信号转换成数字信号

中断向量

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