第七章中断技术

内部中断有如下特点： 1．中断由CPU内部引起，中断类型码的获得也与外部 无关，CPU不需要执行中断响应周期去获得中断类 型码； 2．除单步中断外，内部中断无法用软件禁止，不受中 断允许标志IF的影响； 3．内部中断没有随机性，这一点和调用子程序非常 相似。
二、外部中断响应过程
1、非屏蔽中断响应
(3) 清除IF和TF标志，屏蔽新的INTR中断和单步中断;
(4) 保存断点，即把断点处的IP和CS值压入堆栈，先压入 CS值，再压入IP值;
(5) 取中断服务程序的入口地址(中断向量表)，分别送至
CS和IP中； (6)按新的地址指针执行中断服务程序。
最后执行中断返回指令IRET。IRET的执行将使 CPU按次序恢复断点处的IP和CS值，恢复标志寄 存器(相当于POPF)。恢复到断点处继续执行。
1、中断和异常 80386／80486及Pentium等高档微处理 器不仅具有前面讲到的所有中断类型，而且大大 丰富了内部中断的功能，把许多执行指令过程中 产生的错误情况也纳入了中断处理的范围，这类 中断称为异常中断，简称异常(Exception)。 从总体上异常分为三类：失效(Faults)、陷 阱(Traps)和中止(Abort)。三类异常的差别表 现在两方面：一是发生异常的报告方式，二是异 常中断服务程序的返回方式。
当它们工作于保护方式时，系统的IDT 可以置于内存的任意区域，其起始地址存 放在CPU内部的IDT基址寄存器中。有了 这个起始地址，再根据中断或异常的类型 码，即可取到相应的描述符项。 每个描述符项占8字节，包括2字节的选 择器，4字节的偏移量，这6字节共同决定 了中断服务程序的入口地址，其余2字节 存放类型值等说明信息。得到了中断服务 程序的入口地址便可进行相应的中断处理。
一、硬件中断
由外部硬件产生的,又称外部中断.
(1) 不可屏蔽中断请求 NMI 由CPU的引脚NMI引入,采用边沿触发,上升沿之后 维持两个时钟周期高电平有效. 不能用软件来屏蔽, 一
旦有不可屏蔽中断请求,如电源掉电等紧急情况,CPU
必须予以响应. (2)可屏蔽中断请求 INTR 由CPU的引脚 INTR 引入,采用电平触发,高电平有 效,INTR信号的高电平必须维持到CPU响应中断才
(3)每个类型号占4个字节,高2个字节存放中断入口地址
的段地址(CS),低2个字节存放段内偏移地址(IP).
中断类型号和 中 断向量地址之 间 的关系: 由中断类型号 n4即可得到 相应中断向量 的地址.
例 某中断的类型号为68H,
见图8-5. (1)取*4=1A0H (3)将2050H A000H IP, CS
(3)执行两个写总线周期，把断点地址的内容 CS、IP压入堆栈。
(4)执行一个读总线周期，从中断向量表中取出
中断处理子程序入口地址的偏移量送到IP的
寄存器中。
(5)执行一个读总线周期，从中断向量表中取出 中断处理子程序入口地址的段基值送到CS 寄存器中。
三、中断过程举例
……
CLI
PUSH
MOV MOV MOV
(4)转向中断服务程序 (5)中断返回到 INT 68H 指令的下一条指令
6.4.3 中断响应过程
一、内部中断响应过程
对于专用中断，中断类型码是自动形成的，而对于INTn指令， 其类型码为指令中给定的n。在取得了类型码后的处理过程顺 序为： (1) 将类型码乘4，作为中断向量表的指针; (2) 标志寄存器入栈，保护各个标志位;
一个可屏蔽中断被响应时CPU实际执行的总线周期 有7个，即：
(1) 执行两个中断响应总线周期，CPU获得相应的中 断
类型码，形成中断向量表指针存入暂存器 (2) 执行一个写总线周期，把标志寄存器FR的内容压 入堆栈。并将中断允许标志IF和单步标志TF清0， 以禁止中断响应过程中其他可屏蔽中断的进入， 同时也禁止了中断处理过程中出现单步中断。
(1)CPU指令执行产生的异常:溢出、被0除、单步执行 (2)执行INT软件指令:INT 21H等。
2、中断响应
1）CPU在每条指令的最后一个T周期去检测 INTR引脚,若为高,且IF=1,则CPU响应中断, 并向外设发出INTA中断响应信号。 2）CPU响应中断后，就自动实现关中断。 因此，要实现中断嵌套，必须在进入中断服务 程序后就用指令开中断，否则中断嵌套就难以 实现。
CPU采样到NMI请求时，自动提供中断类型码2。然后根 据中断类型码，查到中断向量表指针，其后的中断处理过程 和内部中断一样。
2、可屏蔽中断响应
CPU在每条指令的最后一个T周期去检测INTR引脚, 若INTR为高,且IF=1,则CPU响应中断。 当CPU响应中断后,对外设接口发出两个中断响应信号 INTA, 外设收到第二个 INTA 以后,立即往数据线上给 CPU送中断类型号
中断服务子程序一般格式: (1) 用PUSH指令保护现场. (2) 若允许中断嵌套,则用STI指令,使IF=1. (3) 执行中断处理程序. (4) 用CLI指令关中断,使IF=0,禁止其他中断请求进入.
(5) 给中断命令寄存器送中断结束命令EOI.
(6) 用POP指令来恢复现场. (7) 用中断返回指令IRET返回主程序,此时堆栈中保存的 断点值和标志值分别装入IP,CS和PSW.
第七章
微型计算机中断系统
7-1概述 中断的基本概念 中断服务程序执行完毕后，仍须返回到主程 序被中断处（断点处）继续执行原先程序。
1、 中断源：引起程序中断的事件. 外部中断源 （1）I/O设备：键盘、显示器，打印机等； （2）数据通道：磁带、磁盘； （3）实时钟：外部所需的定时电路； （4）故障源：掉电、存储器奇偶校验错等。 内部中断源：
DS
AX, 0000H DS, AX BX,0200H INTPROC …… MOV DX, DPORT PROC
MOV
MOV MOV MOV
AX,OFFSET INTPROC
[BX] ,AX AX, SEG INTPROC [BX+2] ,AX
……
IRET INTPROC ENDP
POP
DS
…… MOV ADD MOV AX, 2000H AX, AX [SI] , AX
第六章 习题
Page 269 6-1, 6-13
13. SP=0100H、SS=0300H、PSW=0240H， 在 存 储 单 元 中 已 有 内 容 为 （ 00020 ） ＝ 0040H 、 （00022H）=0100H，在段地址为0900H及偏移地址 为00A0H的单元中，有一条中断指令INT 8。试问，执 行INT 8指令后，SS、SP、IP、PSW的内容是什么？栈 顶的三个字是什么。 解：8×4=32=20H 0900:00A0 INT 8； 0300:00FA A2 执行INT 8指令后， 00 SP=00FAH 0300:00FC 00 SS=0300H 09 PSW=0040H 0300:00FE 40 CS=0100H 02 IP=0040H 0300:0100 …
2．中断描述符表 为了管理各种中断，80386／80486及 Pentium等高档微处理器都设立了一个中断描 述符表IDT(Interrupt Descriptor Table)。 表中最多可包含256个描述符项，对应256个中 断或异常。描述符项中包含了各个中断服务程序 入口地址的信息。 当80386／80486等高档微处理器工作于实地 址方式时，系统的IDT变为8086／8088系统 中的中断向量表，存于系统物理存储器的最低地 址区中，共1K字节。每个中断向量占4字节，即 2字节的CS值和2字节的IP值。
2、可编程中断控制器 采用可编程中断控制器是当前微型机系统 中解决中断优先权管理的常用办法。 图6-25中断控制器的应用。
例：中断控制器8259A
6.4 80X86/Pentium中断系统
Intel 80X86系列微机可以处理256个 不同的中断源，每个中断源都有对应的中 断类型码（0～255）供CPU识别。 图6-26 8086/8088中断分类
CPU的INTR及NMI引脚。
7-2 中断处理过程
中断处理过程包括： 中断请求、中断判优、中断响应、中断处理及中断返回 1、中断请求 中断源产生中断请求的条件，不同的中断源是不一样的
2、中断判优
有多个中断源同时提出请求的情况，以中断优先权来决 定响应次序，CPU先响应优先级高的中断,挂起优先级 低的中断. 另一个作用是决定是否实现中断嵌套。
5、中断返回 执行中断返回指令(IRET)，CPU会自动弹出断点信 息送给指令指针（IP和CS），并恢复标志寄存器FR 的内容，以便回到断点处继续执行。
6.3.2 中断优先权 一、软件排优 图6－22 ，6－23 所示 软件查询的次序也就反映了各中断源的优先权的高低 二、硬件排优 1、硬件排优电路 图6-24 链式优先权排队电路
3、中断向量表 存放中断服务子程序的入口的地址 4、中断优先级 多个中断发生中断请求时 中断嵌套 5、中断屏蔽
二、中断分类
微机系统中CPU处理的中断也分成两大类： 1、内部中断 也称软件中断,是由CPU执行软中断指令引起的 2、外部中断
又称硬件中断,是由外部设备或协处理器向CPU发 出中断引起的。 这类中断又分为可屏蔽的中断 和 不可屏蔽的中断。
结束.用户可以通过软件设置是否屏蔽外部中断.
二、软件中断 又称内部中断.是CPU根据软件指令或标志寄存器中 的某个标志位产生的.主要有以下几种: (1) 除法错中断－－ 0型中断 n=0 (2) 单步执行中断－－1型中断 n=1 (3) 溢出中断－－ 4型中断, 专用指令为 INTO 例 测试加法的溢出 ADD AX, VALUE INTO (4) 由中断指令 INT n 引起的中断 n 为中断类型号 例 测试存储器容量 INT 12H
四、各类中断优先权 IBM PC机中规定优先级从高到低的次序为: 内部中断(除法错,INTO,INT n) 不可屏蔽中断(NMI)