中斷在操作系统中的应用

中断在操作系统中的应用

(**大学 电子信息学院， 四川 成都 610065)

摘要: 计算机执行期间，系统内如果发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的时间处理程序，待处理完毕后又会返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。这就是中断过程，文章主要讲述中断在操作系统中的应用，并从以下几方面进行讨论：中断实现的机制，系统调用与中断的关系，最后列举出3-5个硬件中断的例子，并详细的讨论其工作原理。

关键词：中断；操作系统；实现机制；系统调用

the application of interrupt in the operating system

LIU Di

(Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu, 610065, China)

Abstract: during computer execution if there was some unusual or unexpected events what was badly needed to deal with in the system, the CPU interrupted temporarily the program what was executing and started to execute the time hander,when the behind was over, it would continue the original work.This was interrupt,the article focused on describing the application of interrupt in the operating system, and would discuss from the following aspects: the implementation mechanism of interrupt, the relationship between the system call and interrupt, enumerate several examples about hardware interrupts ,and discussed their working principle in detail.

Key words: interrupt;operating system;implementation mechanism;system call

引言

中断是CPU实时地处理内部或外部事件的一种内部机制。当某种内部或外部事件发生时，中断系统将迫使CPU暂停正在执行的程序，转而去进行中断事件的处理，中断处理完毕后，又返回被中断的程序处，继续执行下去。但中断技术发展到今天，中断已不再限于只能由外部设备产生，中断可以由程序预先安排，即所谓软件中断。中断是计算机中的一个十分重要的概念，在现代计算机中毫无例外地都要采用中断技术，随着计算机的发展，中断系统不仅能解决前述快速主机和慢速外设的矛盾，还能实现像分时操作、实时处理、故障处理等操作。但还有一类是由于CPU执行指令引起的中断，这种中断又叫异常。中断：由硬件电平引起，恢复后 CPU 执行下一条指令异常：由软件指令引起，恢复后 CPU 重新执行该条指令以下将从几个方面讨论中断在操作系统中的作用，并举例说明。

二、中断实现的机制

先是中断源，即引起中断的原因或发出中断申请的来源，它有以下几类:(1)外部设备请求中断(2)实时时钟请求中断(3)故障请求中断，三种中断原因具有随机性，是由外部事件引起的。再是中断处理过程，一个完整的中断处理过程应该包括中断请求、中断排队或称中断判优、中断响应、中断处理和中断返回等环节。

中断请求是由中断源像CPU发出中断请求信号，但条件是外部设备工作已经告一段落或系统允许该外设发出中断请求；

(2)中断排队是预先安排一个优先级顺序，当多个中断源同时申请中断时，即按此优先级顺序进行排队，等候CPU处理，一般是把最紧迫和速度最高的设备排在最优先的位置上，排队即可采用硬件的方法也可用软件的方法，各有所长所短;

(3)经中断排队后, CPU收到一个当前申请中断的中断源中优先级别最高的中断请求信号,如果满足条件,则中止执行现行程序，响应中断申请,条件是有中断请求信号，中断请求没有被屏蔽，CPU允许响应中断请求，CPU在现行指令执行结束，响应步骤：

1、标志寄存器内容入栈