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  • 中断 异常

    8086/8088把中断分为内部中断和外部中断两大类。

    为了支持多任务和虚拟存储器等功能,80386把外部中断称为“中断”,把内部中断称为“异常”。

    与8086/8088一样,80386通常在两条指令之间响应中断或异常。

    80386最多处理256种中断或异常。

    1.中断

    对80386而言,中断是由异步的外部事件引起的。

     

    外部事件及中断响应与正执行

    的指令没有关系。

    通常,中断用于指示I/O设备的一次操作已完成。

    与8086/8088一样,80386有两根引脚INTR和NMI接受外部中断请求信号。

    INTR接受可屏蔽中断请求。

    NMI接受不可屏蔽中断请求。在80386中,标志寄存器EFLAGS中的IF标志决定是否屏蔽可屏蔽中断请求。

    外部硬件在通过INTR发出中断请求信号的同时,还要向处理器给出一个8位的中断向量。

    处理器在响应可屏蔽中断请求时,读取这个由外部硬件给出的中断向量号。

    处理器对这个中断向量号并没有规定。

    但在具体的微机系统中,系统必须通过软件和硬件的配合设置,使得给出的这个中断向量号不仅与外部中断源对应,而且要避免中断向量号使用冲突情况的出现。可编程中断控制器芯片8259A可配合80386工作,能够根据设置向处理器提供上述中断向量号,还能处理中断请求的优先级。每个8259A芯片可以支持8路中断请求信,如果使用9个8259A芯片(一个主片,8个从片),就可使80386在单个引脚INTR上接受多达64个中断源的中断请求信号。  

    处理器不屏蔽来自NMI的中断请求。处理器在响应NMI中断时,不从外部硬件接收中断向量号。

    与8086/8088一样,在80386中,不可屏蔽中断所对应的中断向量号固定为2。

    为了不可屏蔽中断的嵌套,每当接受一个NMI中断,处理器就在内部屏蔽了再次响应NMI,这一屏蔽过程直到执行中断返回指令IRET后才结束。所以,NMI处理程序应以IRET指令结束。

    2.异常

    异常是80386在执行指令期间检测到不正常的或非法的条件所引起的。

    异常与正执行的指令有直接的联系。例如,执行除法指令时,除数等于0。再如,执行指令时发现特权级不正确。

    当发生这些情况时,指令就不能成功完成。软中断指令“INT n”和“INTO”也归类于异常而不称为中断,这是因为执行这些指令产生异常事件

    80386识别多种不同类别的异常,并赋予每一种类别以不同的中断向量号。异常发生后,处理器就象响应中断那样处理异常。即根据中断向量号,转相应的中断处理程序。把这种中断处理程序称为异常处理程序可能更合适。  

    根据引起异常的程序是否可被恢复和恢复点不同,把异常进一步分类为故障(Fault)、陷阱(Trap)和中止(Abort)。

    我们把对应的异常处理程序分别称为故障处理程序、陷阱处理程序和中止处理程序。

    故障是在引起异常的指令之前,把异常情况通知给系统的一种异常。

    80386认为故障是可排除的。当控制转移到故障处理程序时,所保存的断点CS及EIP的值指向引起故障的指令。这样,在故障处理程序把故障排除后,执行IRET返回到引起故障的程序继续执行时,刚才引起故障的指令可重新得到执行。这种重新执行,不需要操作系统软件的额外参与。故障的发现可能在指令开始执行之前,

    可能在指令执行期间。如果在指令执行期间检测到故障,那么中止故障指令,并把指令的操作数恢复为指令开始执行之前的值。这可保证故障指令的重新执行得到正确的结果。例如,在一条指令的执行期间,如果发现段不存在,那么停止该指令的执行,并通知系统产生段故障,对应的段故障处理程序可通过加载该段的方法来排除故障,之后,原指令就可成功执行,至少不再发生段不存在的故障。  

    陷阱是在引起异常的指令之后,把异常情况通知给系统的一种异常。

    当控制转移到异常处理程序时,所保存的断点CS及EIP的值指向引起陷阱的指令的下一条要执行的指令。下一条要执行的指令,不一定就是下一条指令。因此,陷阱处理程序并不是总能根据保存的断点,反推确定出产生异常的指令。

    在转入陷阱处理程序时,引起陷阱的指令应正常完成,它有可能改变了寄存器或存储单元。软中断指令、单步异常是陷阱的例子。

    引申:操作系统中的陷阱和cpu的陷阱一样的工作模式。

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