中断处理过程的五个阶段包括:中断请求、中断判优、中断响应、中断服务和中断返回。 这一机制是计算机系统高效响应外部事件的核心,关键亮点在于优先级动态调整、现场保护与恢复的原子性操作,以及硬件与软件的协同机制,确保系统在并发事件中保持稳定性和实时性。
- 中断请求:外设或内部事件触发中断信号,CPU检测到请求后暂停当前任务。硬件层面通过电平或边沿信号标记中断源,例如I/O设备完成数据传输时发出请求。
- 中断判优:多中断源场景下,系统通过硬件仲裁逻辑或软件查询确定优先级。高优先级中断可打断低优先级服务,形成嵌套中断,确保关键任务优先处理。
- 中断响应:CPU保存当前程序计数器(PC)和寄存器状态至堆栈,关闭中断防止冲突,随后根据中断向量表跳转至对应服务程序入口地址。
- 中断服务:执行与中断源匹配的服务程序,如数据读取、异常处理等。此阶段需高效完成核心操作,减少系统延迟。
- 中断返回:恢复堆栈中保存的现场状态,重新开放中断响应,CPU从断点继续执行原程序。IRET指令触发硬件级状态恢复,确保流程无缝衔接。
提示:理解中断处理流程有助于优化系统实时性能,尤其在嵌入式或高并发场景中,需合理设计中断服务程序的执行时间和优先级策略。