《程序控制指令中断》课件.pptVIP

*******************程序控制指令中断程序控制指令中断是一种由程序指令触发的中断。当处理器执行到特定的指令时，会触发中断，并跳转到中断处理程序执行。这种中断方式允许程序员在特定时刻执行一些特殊的任务，例如处理外部事件或进行系统初始化。什么是程序中断程序执行流程程序中断是指程序正常执行过程中，由于内部或外部事件的发生，导致程序执行流程被暂时打断，转而执行中断服务程序的过程。中断源中断源可以是硬件设备的请求，例如键盘按下、鼠标点击，也可以是软件指令，例如除零错误、非法地址访问。中断服务程序中断服务程序是一个专门用于处理中断事件的子程序，它会根据中断源的不同，执行相应的操作。程序中断的特点异步性程序中断由外部事件触发，与当前正在执行的程序无关。这意味着中断的发生时间是不可预测的。突发性中断的发生时间是不可预知的，而且会打断正在执行的程序，因此需要及时处理。程序中断的功能提高效率中断机制可以有效地处理多个任务，提高CPU的利用率，避免长时间等待。实时性中断机制可以及时响应外部事件，确保系统能够及时处理紧急情况。灵活性中断机制允许系统在执行主程序的同时，处理来自外部的各种事件，提高了系统的灵活性。可靠性中断机制可以有效地处理系统错误，确保系统的稳定运行。程序中断的分类11.硬件中断由外部硬件设备发出的中断请求信号触发。22.软件中断通过执行特定的软件指令来实现，常用于系统调用。33.可屏蔽中断可以通过软件或硬件手段控制是否响应中断请求。44.不可屏蔽中断无法屏蔽的中断请求，通常用于紧急情况处理。硬件中断外部事件硬件中断由外部设备触发，例如键盘按下、鼠标移动、定时器溢出等。中断请求当外部设备发生中断事件时，会向CPU发送中断请求信号。中断处理CPU接收中断请求后，会暂停当前程序执行，转而执行中断处理程序。软件中断指令执行通过执行特定的指令来触发中断，例如INT指令。程序控制由程序员主动调用，用于实现特定功能，例如调试或异常处理。用户操作用户通过键盘、鼠标等输入设备发送中断请求。可屏蔽中断和不可屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断可以通过程序设置屏蔽，例如，在处理重要任务时屏蔽无关中断。不可屏蔽中断不可屏蔽中断无法被程序屏蔽，通常用于处理紧急事件，例如系统错误或硬件故障。中断向量表中断向量表是CPU用来存储中断服务程序入口地址的表格。每个中断源都对应一个中断向量表中的条目。当发生中断时，CPU会根据中断源号在中断向量表中找到相应的条目，并跳转到对应的中断服务程序。中断向量表是一个固定地址的内存区域，通常位于低地址空间。它包含了所有中断源的入口地址，方便CPU快速找到相应的服务程序。中断处理过程中断请求当CPU执行程序时，外部设备或软件发出中断请求，请求CPU暂停当前正在执行的任务，转而去处理中断事件。中断响应CPU检测到中断请求后，会暂停当前的任务，并进入中断响应阶段。此时，CPU会保存当前程序执行状态，包括程序计数器、状态寄存器等信息，以便中断处理完成后恢复到中断前的状态。中断向量表CPU根据中断类型，在中断向量表中查找对应中断服务程序的地址，并跳转到该地址，开始执行中断处理程序。中断处理中断服务程序会根据中断类型进行相应的处理，例如读写数据、执行任务等，并将处理结果反馈给外部设备或软件。中断返回中断处理完成后，中断服务程序会恢复CPU的中断状态，并执行中断返回指令，将CPU控制权返回给之前中断的程序，继续执行中断前的任务。中断响应时间中断响应时间是指从中断请求发出到CPU开始执行中断处理程序所花费的时间。中断响应时间是衡量系统实时性能的重要指标，它直接影响着系统对外部事件的响应速度。100ns典型值现代计算机系统通常在几十到几百纳秒之间。10us范围可以根据硬件设计和系统配置进行优化。中断嵌套中断嵌套概念在处理一个中断时，另一个中断请求到来，当前中断被暂停，转而处理新的中断请求。嵌套级别中断嵌套级别取决于处理器架构和中断控制器设计，通常有限制。中断处理顺序嵌套中断的处理顺序取决于中断优先级，优先级高的中断先被处理。中断优先级11.优先级级别中断优先级是指中断请求的先后顺序，用于处理多个中断请求时优先处理高优先级中断请求。22.优先级分配优先级分配可以是固定的，也可以是动态的，根据系统需求灵活分配。33.优先级实现优先级可以通过硬件或软件实现，例如使用中断控制器或优先级寄存器。中断处理程序的编写1中断处理程序结构定义中断服务例程（ISR）2中断向量表设置中断向量表3中断控