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中断传送方式

2016-12-20 17:19:24 | 人围观 | 评论:

   一、中断的概念

    1.中断:一种使CPU中止正在执行的程序而转去处理特殊事件的操作。

    2.中断源:引起中断的事件。

    (1)内部中断源,由程序中安排的中断指令INT产生的中断,或由CPU的某些错误操作结果产生的中断。

    ① 溢出中断指令 INTO

    ② 中断指令INT N产生的中断

    ③ CPU错误引起的中断

    ④ 为debug设置的中断:单步中断,断点中断

    (2)外部中断源

    由外部设备随机引起的一般由中断控制器控制的中断或某些处理器(8087/80287)引起的中断。

    二、80x86 CPU的中断源

    如下图所示。

    

    三、8086的中断分类

    1.软件中断(内中断)

    1)中断指令INT引起的中断:CPU执行完一条INT n (n不能为0、1、2、4的类型号)指令后,会立即产生中断,并且调用系统中相应的中断处理程序来完成中断功能。

    2)处理CPU某些错误的中断(为处理运算结果的错误而设置)

    3)除法错中断:中断类型为0。又称为除数为0中断。

    4)溢出中断:中断类型为4。用INTO指令来中断发生溢出的算术操作,并把控制交给操作系统(此时要求OF=1并执行INTO指令)。如果未发生溢出,此时OF=0,则INTO不会引起中断,继续执行下面的一条指令。

    5)为调试程序(DEBUG)设置的中断

    单步中断:当标志位TF置为1时,每条指令执行后,CPU自动产生类型1的中断――单步中断。

    断点中断:中断类型为3。通常调试程序时,把程序按功能分成几段,然后每段设一个断点。当CPU执行到断点时便产生中断,这时程序员可以检查各寄存器及有关存储单元的内容。

    

    软终端过程

    2.硬件中断(外中断):外中断来自处理机的随机发生的外部条件。

    外中断源:有非屏蔽中断(NMI脚)和可屏蔽中断(INTR脚)两大类。

    外中断与CPU的连接

    非屏蔽中断接至8086/8088 CPU的NMI脚(17脚)。

    可屏蔽中断通过8259A可编程中断控制器接至8086/8088 CPU的INTR脚(18脚)。

    3.CPU响应可屏蔽外中断(INTR)的条件

    IF=1才响应INTR请求的中断。

    INTR未被8259A的中断屏蔽寄存器(IMR)屏蔽。

    IMR的I/O端口地址为21H。其8位对应8个外设的中断请求。

    某位为0允许该外设中断,某位为1则禁止该外设中断。

    4.CPU响应非屏蔽外中断(NMI)是无条件的。该中断类型号为2。

    8259A的中断结束命令EOI及中断命令寄存器(OCW2)

    8259A的中断命令寄存器的端口地址为20H。其内容为:

    中断结束命令EOI是使8259A的中断命令寄存器的第5位(EOI位)置1,清除当前中断服务寄存器ISR中对应的ISn位,以告诉8259A该中断已结束。

    四、中断向量表

    1.中断类型号:每个中断都被安排一个以示区别的8位的类型编号称为中断类型号。80x86中断系统能处理256种类型的中断,类型号为0~0FFH。

    2.中断向量表:各个中断类型的处理子程序的入口地址表。存放于00000~003FFH的1KB单元中。低两位字节存放中断处理程序的偏移地址,高两位存放段地址。每个类型的中断向量地址占用4个字节的存储单元。

    3.内部中断的操作步骤

    (1)取中断类型号;

    (2)计算中断向量地址;

    (3)取中断向量:偏移地址→(IP),段地址→(CS);

    (4)转入执行中断处理程序;

    (5)中断返回到INT指令的下一条指令。

    4.设置中断向量:在检查或设置任何中断向量时,总是避免直接使用中断向量的绝对地址,而是使用DOS系统功能调用(21H)存取中断向量。

    1)设置中断向量:把由AL指定的中断类型的中断向量DS:DX放置到中断向量表中。

    预置:AH=25H

    AL=中断类型号

    DS:DX=中断向量

    执行:INT  21H

    2)取中断向量:把由AL指定的中断类型的中断向量从中断向量表中取到ES:BX中。

    预置:AH=35H

    AL=中断类型号

    执行:INT  21H    ;中断向量作为出口信息已在ES:BX中

    5.中断过程:当中断发生时,由中断机构自动完成下列动作:

    (1)取中断类型号N

    (2)标志寄存器(FLAGS)内容入栈

    (3)当前代码段寄存器(CS)内容入栈

    (4)当前指令计数器(IP)内容入栈

    (5)禁止外部中断和单步中断( IF=0,TF=0 )

    (6)从中断向量表中取(4×N)中的字节内容送IP,取(4×N+2)中的字节内容送CS

    (7)转中断处理程序。中断处理程序需注意:

    1)如在执行中断处理程序中还允许中断,可用STI置IF=1来开中断;

    2)注意保护现场和恢复现场;

    3)中断处理程序返回时使用IRET指令。

    6.中断优先级和中断嵌套

    2)IBM PC的可屏蔽中断(INTR)的优先级由高到低为:IR0,IR1,IR2,IR3,IR4,IR5,IR6,IR7。但是可以由8259A的中断命令寄存器(OCW2)的最高两位D7、D6位

    3)置为循环的优先级。

    4)中断嵌套:正在运行的中断处理程序又被中断称为中断嵌套。

    一般是高级中断嵌套低级中断,此时要求低级中断的处理程序中要有开中断指令STI。被同级或低级中断源嵌套,除了使IF=1外,还要求向8259A发中断结束命令EOI。

    7.中断处理程序

    1)中断准备:在主程序中设置。

    设置中断向量

    设置设备的中断屏蔽位

    设置CPU的中断允许位IF (开中断)

    2)中断响应:由硬件自动完成。

    外设接口送中断请求给CPU

    当前指令执行完后,CPU送中断响应信号给外设接口

    CPU接收中断类型号

    当前的FLAGS,CS和IP保存入栈

    清除TF和IF

    中断向量送IP和CS

    3)中断处理程序的编写方法与标准子程序类似,编写步骤如下:

    保护现场,即保存寄存器内容

    如允许中断嵌套,则开中断(STI) 使IF=1

    处理中断内容

    关中断

    送中断结束命令(EOI)给8259A的中断命令寄存器(OCW2)以清除8259A的ISR中对应的ISn位

    恢复现场,即恢复寄存器的内容

    返回被中断的程序(IRET,中断返回)





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