中斷處理是計算機系統(tǒng)用來響應外部事件(如 I/O 操作完成、時鐘周期結束等)的一種機制。當系統(tǒng)接收到一個中斷請求時,它會暫停當前進程或操作,轉而執(zhí)行相應的中斷處理程序,以處理這個中斷事件。
1.中斷處理過程包括哪些階段
中斷處理的過程分為以下幾個階段:
- 中斷響應:CPU 需要捕獲和確認中斷請求并終止當前正在執(zhí)行的任務。當外部設備發(fā)出中斷信號后,中斷控制器首先將中斷信息傳遞給 CPU,然后 CPU 將在下一個時鐘周期處理該中斷請求。
- 中斷處理程序調用:中斷處理程序是對特定中斷進行處理的軟件程序。 CPU 確認中斷源后,將跳轉到與該中斷相關聯(lián)的中斷處理程序的位置,并開始執(zhí)行該程序。
- 執(zhí)行中斷處理程序:中斷處理程序通常位于操作系統(tǒng)內核中,目的是為了處理特定類型的中斷請求。當中斷處理程序運行時,進行的操作通常包括保存被中斷進程的上下文、執(zhí)行一些特定的操作并恢復先前的上下文。
- 中斷處理完成:當中斷處理程序執(zhí)行完成后, CPU 會從被中斷的程序的最后一個狀態(tài)重新開始,繼續(xù)執(zhí)行該程序。中斷返回之后,程序現(xiàn)場恢復到進入中斷時的狀態(tài),執(zhí)行流程繼續(xù)正常運行。
2.中斷處理的作用
中斷處理是計算機系統(tǒng)必不可少的一部分,它可以提高系統(tǒng)的靈活性和響應能力。中斷處理使得 CPU 在等待外設請求完成時可以同時進行其他任務,在某些情況下還可以提高系統(tǒng)效率,因為這種方式避免了 CPU 向外設發(fā)送連續(xù)的查詢操作,從而節(jié)省了系統(tǒng)資源。
3.不同類型的中斷
中斷可以分為軟中斷和硬中斷兩類。軟中斷通常由軟件生成,并通過 CPU 的指令來觸發(fā)相應的中斷處理程序。硬中斷通常由硬件設備發(fā)出,它們不能通過 CPU 指令來觸發(fā),而是需要中斷控制器將其傳遞給 CPU 執(zhí)行中斷程序。
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