《异常中断处理》课件.pptVIP

*******************异常中断处理探讨不同类型的系统故障和异常情况,以及有效的处理方法。包括硬件故障、软件崩溃、网络中断等情况的识别和解决方案。课程目标掌握异常中断的基本概念了解异常中断的定义、分类和特点,为后续学习打好基础。学习异常中断的处理流程掌握中断服务程序的编写、调用和嵌套等相关知识。提高异常中断的应用技能了解内外部中断的响应过程,并掌握各类中断的处理实例。培养异常中断的调试能力学习异常中断的处理原则、错误处理和故障诊断等内容。什么是异常中断异常中断的定义异常中断是指在程序执行过程中出现的一些异常状况,如除零错误、内存访问越界等,需要及时进行处理的中断请求。异常中断的作用异常中断能够及时发现程序中的错误,并采取相应的处理措施,以确保程序的正确运行。异常中断的类型异常中断包括硬件异常和软件异常,涵盖了程序执行过程中可能出现的各种潜在错误。异常中断的分类1硬件异常由硬件检测到的异常状态触发的中断，如除法错误、内存访问错误等。2软件异常由软件检测到的异常状态触发的中断，如系统调用、断点异常等。3外部异常由外部硬件设备触发的中断，如键盘、鼠标、定时器等。4内部异常由CPU内部状态触发的中断，如时钟中断、总线错误等。优先级和掩码1中断等级中断请求的优先级决定系统资源的分配。32中断掩码通过屏蔽掩码来控制中断的触发时机。0xFF优先级编码通过硬件编码设定中断的优先级次序。中断处理需要考虑中断的优先级和掩码。优先级决定中断请求的处理顺序,而掩码则用于控制中断的触发时机。通过硬件编码的方式设置优先级次序,确保关键中断得到及时响应。中断服务程序的功能接收并处理中断请求中断服务程序负责及时响应和处理各种中断请求,确保系统能够及时高效地处理异常情况。保存和恢复上下文在处理中断时,中断服务程序需要保存当前CPU的工作状态,并在中断处理完成后恢复现场。执行中断处理逻辑中断服务程序包含具体的中断处理逻辑,用于对中断源进行分析和处理,并采取相应的措施。返回并重新调度中断服务程序在处理完中断请求后,需要返回到中断前的执行点,并根据需要重新调度。中断服务程序的编写1确定中断向量根据中断源确定对应的中断向量2保护现场保存CPU寄存器、程序计数器等现场信息3处理中断执行中断服务程序的具体操作4恢复现场将保存的现场信息恢复到CPU5返回中断执行中断返回指令，完成中断处理编写中断服务程序需要遵循严格的流程,包括确定中断向量、保护现场、处理中断、恢复现场和返回中断等步骤。这些步骤确保中断服务程序能够快速高效地执行,并不会对系统的正常运行造成影响。中断服务程序的调用过程中断请求硬件设备发出中断请求，经中断控制器传递到CPU。保存现场CPU暂停当前程序执行，保存目前的寄存器和程序状态。查找中断向量CPU根据中断号查找中断向量表，找到相应的中断服务程序地址。执行中断服务程序CPU跳转到中断服务程序地址并执行相应的处理逻辑。恢复现场中断服务程序执行完毕后，CPU恢复先前保存的寄存器和程序状态。返回原程序CPU返回到中断发生前的程序继续执行。中断嵌套嵌套中断的概念中断嵌套指在一个中断服务程序内部触发另一个中断。这种情况下，需要处理中断的优先级和现场保护。嵌套中断的处理在中断服务程序内部可能会发生另一个中断。此时需要将当前中断现场保存并恢复，确保不同中断之间的数据不会相互干扰。嵌套中断的优先级中断嵌套时，需要根据中断的优先级决定先处理哪个中断。较高优先级的中断会先得到响应和处理。嵌套中断的应用中断嵌套常用于复杂的实时系统中，以保证关键任务的及时响应和关键数据的完整性。中断向量表向量表组织中断向量表是一个用于存储各种中断服务程序入口地址的特殊区域。优先级设计向量表中的中断入口地址按照中断优先级从高到低排列。地址分配每个中断源对应一个唯一的向量地址，用于跳转到相应的中断服务程序。外部中断和内部中断1外部中断外部中断是由外部硬件设备发出的信号触发的中断,如键盘、鼠标、网络接口卡等设备。2内部中断内部中断是由CPU内部产生的异常事件触发的中断,如除零错误、页面错误、软件中断等。3响应过程外部中断和内部中断的响应过程不同,需要根据中断源采取不同的处理策略。4优先级管理通常内部中断的优先级高于外部中断,需要合理设置中断优先级以避免冲突。外部中断的响应过程1中断请求外部设备发出中断请求信号，通知CPU有事件需要处理。2中断响应CPU检测到中断请求后,会暂时中止当前程序的执行。3保护现场CPU会保存程序