文章目錄

• • 1.什么是中斷？
  • 2.非可屏蔽中斷如何處理
  • 3.可屏蔽中斷：
  • 4.時鐘中斷
  • 5.可屏蔽中斷如何處理
  • 6.異常
  • 7.異常處理
  • 8.缺頁異常

1.什么是中斷？

1.中斷通常是由CPU外部的輸入輸出設備（硬件）所觸發的，供外部設備通知CPU“有事情需要處理”，因此又叫中斷請求

2.中斷請求的目的是希望CPU暫時停止執行當前正在執行的程序，轉區執行中斷請求所對應的中斷處理例程（中斷處理程序在哪由IDT表決定）

3.80X86有兩條中斷請求線：
非可屏蔽中斷線，稱為NMI（NonMaskable Interrupt）
可屏蔽中斷線，稱為INTR（Interrupt Require）

詳細解釋：

2.非可屏蔽中斷如何處理

（IDT表）中斷號NMI設置

0x2	不可屏蔽中斷	80X86中固定為0x2

特別說明：
當非可屏蔽中斷產生時，CPU在執行完當前指令后會立刻進入中斷處理程序

非可屏蔽中斷不受EFLAG寄存器中的IF位的影響，一旦發生，CPU必須處理

非可屏蔽中斷處理程序位于IDT表中的2號位置

3.可屏蔽中斷：

在硬件級，可屏蔽中斷是由一塊專門的芯片來管理的，通常稱為中斷控制器，它負責分配中斷資源和管理各個中斷源發出的中斷請求，為了便于標識各個中斷請求，中斷管理器通常IRQ（Interrupt Request）后面加上數字來表示不同的中斷

比如：在Windows中，時鐘中斷的IRQ編號為0，也就是：IRQ0

4.時鐘中斷

補充：
大多數操作系統系統時鐘中斷在10-100MS之間，Windows系列為10-20MS.

舉例：
時鐘中斷每個10~20MS會向CPU發送一個請求，然后操作系統會接管CPU，CPU就會執行操作系統為它指定的一段代碼，操作系統在這個代碼里面就有機會進行線程的切換

操作系統并不是通過時鐘中斷來進行線程切換，有了時鐘中斷只能說明操作系統有機會進行線程切換（并不是說 時鐘中斷就是線程切換）

5.可屏蔽中斷如何處理

（IDT表）中斷號IRQ說明

0x30	IRQ0	時鐘中斷
0x31-0x3F	IRQ1-IRQ15	其它硬件設備的中斷

特別說明：
1.如果自己的程序執行時不希望CPU去處理這些中斷，
可以用CLI指令情況EFLAG寄存器中的IF位
用STI指令設置EFLAG寄存器中的IF位

2.硬件中斷與IDT表中的對應關系并非固定不變的，
參見：APIC（高級可編程中斷控制器）

6.異常

異常通常是CPU在執行指令時檢測到的某些錯誤，比如除0，訪問無效頁面等，

中斷與異常的區別：
1.中斷來自于外部設備，是中斷源（比如鍵盤）發起的，CPU是被動的
2.異常來自于CPU本身，是CPU主動產生的
3.INT N雖然被稱為“軟件中斷”，但其本質是異常。EFLAG的IF位（只對可屏蔽中斷 起作用）對INT N無效

7.異常處理

無論是有硬件設備觸發的中斷請求還是由CPU產生的異常，處理程序都在IDT表

（當我們想訪問某個地址，但是地址上面的頁是無效的，如果CPU一旦發現了這個問題，那么它就會觸發異常，發現錯誤，不會往下繼續執行，然后去執行異常處理程序）
常見的異常處理程序：

錯誤類型（IDT表）中斷號

頁錯誤	0xE
段錯誤	0xD
除零錯誤	0x0
雙重錯誤	0x8

如果在執行錯誤處理程序時，又發生錯誤的話，那么就會執行雙重錯誤異常處理程序。

8.缺頁異常

缺頁異常的產生：

當PDE/PTE的P=0時

當PDE/PTE的屬性為只讀但程序試圖寫入時

一旦發生缺頁異常，CPU會執行IDT表中的0xE號中斷處理程序，由操作系統來接管

操作系統如果打算把有效物理頁放到文件中時，會把P位置0，當你再次訪問這個線性地址時，發現P位為0，馬上跳入異常處理程序也就是0xE號指定的異常處理程序，然后操作系統就會檢查PTE，如果發現為上圖中的左邊這種格式，那就說明你當前的物理頁被存儲到頁面文件中了，通過PTE近一步尋找再掛回物理頁

總結

以上是生活随笔為你收集整理的中断与异常的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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