计算机体系结构——异常和中断

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异常和中断很难明确的界定,鄙人的理解是,异常通常指CPU内部产生的错误从而中断原程序运行的行为,中断通常既包括内部异常导致的中断原程序行为,也包括IO设备触发的中断脉冲信号经过中断仲裁输出给CPU从而中断原程序。

一、概述

内部异常:自陷:预先安排的事件,自愿中断,处理完后回到下一条指令执行

外部中断:由外部引起的事件

二、中断过程

中断过程:中断响应+中断处理

2.1 中断响应

主机检测到外部中断请求,仲裁线性程序的执行到调出中断服务程序的过程。执行一条隐指令,可能需完成依次总线操作,从总线上区中断类型号(过程:关中断=》保护断电和程序装填=》识别中断源)

2.1.1 响应条件

  1. CPU处于开中断状态
  2. 在一条指令执行结束
  3. 至少要有一个未被屏蔽的中断请求

2.1.2 识别中断源

  • 软件办法(轮询)
    根据中断请求状态,按优先级顺序来识别
  • 硬件方法(向量中断)
    将所有请求状态送到一个排队电路中,根据中断优先级识别最高优先级的中断请求(链式查询、独立请求)

2.2 中断处理

  1. 中断准备
  2. 中断处理
  3. 中断恢复

三、多重中断

如果多个中断源同时到来,就根据中断响应优先级响应。此时一个中断处理完后回到主程序,后再处理另外的中断;若处理过程中来到一个优先级更高的中断源,则嵌套执行该高中断源

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