中斷處理過程的五個階段是什麼

中斷處理過程的五個階段：1、中斷請求階段；2、中斷判優階段，有硬體判優和軟體判優兩種方法；3、中斷回應階段，CPU向中斷源發出中斷回應訊號；4、中斷服務階段；5、中斷返回階段，返回原程序的斷點處，恢復硬體現場，繼續執行原程序。

本教學操作環境：windows7系統、Dell G3電腦。

中斷處理的基本流程包括中斷請求、中斷判優、中斷回應、中斷服務 和中斷返回等五個階段。

1.中斷請求階段

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1）發生在CPU內部的中斷（內部中斷），不需要中斷要求， CPU內部的中斷控制邏輯直接接收處理。

2）外部中斷請求由中斷來源提出。外部中斷來源利用CPU的中斷輸入接腳 輸入中斷請求訊號。一般CPU設有兩個中斷請求輸入接腳：可屏蔽中斷請求輸入接腳和不可屏蔽中斷請求輸入接腳。

1.1中斷請求觸發器

每個中斷源發中斷請求訊號的時間是不確定的，而CPU在何時回應中斷也是不確定的。所以，每個中斷來源都有中斷請求觸發器，鎖存自己的中斷請求訊號，並保持到CPU回應這個中斷請求之後才清除。

1.2中斷允許觸發器

在CPU內部有一個中斷允許觸發器，當其為「1」時，允許CPU回應中斷， 稱為開中斷。若其為“0”，不允許CPU回應中斷，中斷被屏蔽，稱為關中斷。

%%通常，當CPU重設時，中斷允許觸發器也重設為“0”，即關中斷。當 CPU中斷回應時，CPU自動關閉中斷，禁止接受另一個新的中斷。
%%中斷允許觸發器的狀態可以用開中斷或關中斷指令來設定。

2.中斷判優階段

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CPU一次只能接受一個中斷來源的請求，當多個中斷來源同時向CPU提出中斷請求時，CPU必須找出中斷優先權最高的中斷源，這個過程稱為中斷判優。

中斷判優可以採用硬體方法，也可採用軟體方法。

2.1軟體判優

CPU偵測到中斷要求後，首先讀取中斷請求暫存器的內容，逐位元偵測它們的狀態，偵測到某一位為1，就確定對應的中斷源有中斷請求，轉去執行它的中斷服務程序。

先偵測哪一個，哪一個的優先權就高，後偵測哪一個，哪一個優先權就低，偵測的順序就是各中斷源的優先權順序。

假設上圖中輸入連接埠位址為87FFH。有下列查詢程序：

MOV DX, 87FFH
IN AL, DX ;讀取中斷請求暫存器內容
SHR AL, 1
JC IR0 ;IRQ0有請求，轉IR0
SHR AL,1
JC IR1 ;IRQ1有請求，轉IR1
SHR AL,1
JC IR2 ;IRQ2有請求，轉IR2
… …
軟體判優耗時較長。如果中斷來源很多，中斷的即時性就很差，但是軟體判優優先權安排彈性。

2.2硬體判優

利用專門的硬體電路來決定中斷源的優先權，有兩種常見的方式：菊花鏈判優電路與中斷控制器判優。

2.2.1菊花鏈判優電路

#設計想法：每個中斷源都有中斷邏輯電路，所有的中斷邏輯電路形成一條鏈，猶如菊花鏈。排在鏈前端的中斷源優先權最高，越後面的設備優先權越低。

實作過程： CPU收到中斷請求，如果允許中斷，CPU發出中斷回應訊號。中斷回應訊號首先到達菊花鏈的前端，如果中斷源1提出了中斷請求，它就會截獲中斷回應訊號，封鎖它，使它不能向下一個中斷源傳送。不論下面的中斷源有沒有提出中斷請求，都不可能接收到中斷回應訊號，因此它們的中斷請求也不能被回應。

2.2.2中斷控制器判優

中斷控制器，如Intel8259A，可以多種方式設定中斷來源的中斷優先權。中斷控制器中有一個中斷優先權判別器，它會自動判別出目前提出中斷請求的優先權最高的中斷源，並將它的中斷向量碼送到資料匯流排，CPU接收中斷向量碼並據此找到它的中斷服務程序。

3.中斷回應階段

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經過中斷判優，中斷處理就進入中斷回應階段。中斷回應時，CPU向中斷源發出中斷回應訊號，同時：

① 保護硬體現場；

② 關中斷;

③ 保護斷點;

④ 取得中斷服務程序的入口位址。

4.中斷服務階段

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中斷服務程序的一般結構為：

1）保護現場。 在中斷服務程序的起始部分安排若干條入堆疊指令，將各暫存器的內容壓入堆疊保存。

2）開中斷。 在中斷服務程序執行期間允許更高層級的中斷請求中斷現 行的中斷服務程序，以實現中斷巢狀。

3）中斷服務。 完成中斷來源的具體要求。

4）恢復現場。 中斷服務程序結束前，必須恢復主程式的中斷現場。通常是將保存在堆疊中的現場資訊彈出到原來的寄存器中。

5）中斷返回。 返回原始程式的斷點處，繼續執行原始程式。

5.中斷返回階段

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回到原始程式的斷點處，恢復硬體現場，繼續執行原始程式。

中斷回傳操作是中斷回應操作的逆過程。

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