中断的响应执行流程是什么?
中断的响应执行流程是计算机系统处理中断请求的一系列步骤。这个过程确保了系统能够正确响应外部或内部事件的中断,同时保持程序的执行状态和数据的完整性。这里是中断响应的一般流程:
- 中断请求(IRQ)生成
当外部设备需要CPU注意时,它会生成一个中断请求。这可以是任何外部事件,如键盘输入、网络数据到达或定时器超时。
- 中断识别
CPU在完成当前执行的指令后,会检查是否有中断请求。如果中断被屏蔽,CPU会忽略这个中断请求;否则,它会继续处理中断。
- 中断响应
一旦CPU确认要响应中断,它会立即停止执行当前的程序流,并保存当前环境的关键信息,以便之后能恢复执行。这通常包括保存程序计数器(PC)和当前程序状态寄存器(CPSR)等。
- 中断向量
CPU使用一个称为中断向量的特殊内存位置,该位置存储了处理每种类型中断的程序的入口点。CPU会根据中断的类型跳转到相应的中断服务例程(ISR)的地址。
- 执行中断服务例程(ISR)
一旦CPU跳转到正确的ISR,中断服务例程就开始执行。ISR负责处理中断,如读取数据缓冲区,处理硬件状态,或更新程序变量等。
- 中断服务完成
在ISR执行完毕后,它将执行一个中断返回指令,通常是“Return from Interrupt”(RETI)。这个指令告诉CPU中断处理已完成。
- 恢复程序执行
在执行RETI指令后,CPU会恢复之前保存的程序状态,包括程序计数器和程序状态寄存器等,然后继续执行被中断的程序。
这个流程确保了当外部设备或事件需要CPU处理时,CPU能够快速响应并处理中断,然后安全地返回到原始的程序执行路径,恢复之前的操作。这是现代计算系统中实现多任务和实时处理的关键机制。