中断：没有我，还想提高计算机性能，做梦吧！

设想一个场景：
小宏正在吃饭，突然接到公司的电话，要求马上赶到公司开会。此时小宏做了如下几件事情：

1. 放下碗筷
2. 拿上车钥匙
3. 去车库取车
4. 赶到公司

如上场景在生活中经常能够见到，放在本文中，有一个术语能够很好的诠释这一场景——中断。

• 中断
  • 中断源
  • 中断字
  • 中断类型
  • 中断向量
  • 中断嵌套
    • 中断优先级
    • 中断屏蔽
• 中断处理程序

中断

公司打来电话要求小宏马上去公司开会，因而小宏必须放下没有吃完的饭，转而赶去公司开会，等开完会再回到家继续吃饭。这几个动作就表现出了中断的概念。而小宏就是一个中断装置。

什么是中断？
在程序运行过程中出现某种紧急事件，必须中止当前正在运行的程序，转而去处理此事件，然后再恢复原来运行的程序，这个过程就被称为中断。
什么是中断装置？
中断系统中的硬件部分，其职能是发现并响应中断，具体为：

1. 识别中断源
2. 保存现场
3. 引出中断处理程序

中断源

公司打电话要求小宏马上去公司开会，这就是引起小宏不得放下碗筷去公司开会的事件了。在计算机术语中，也称之为中断源。

引起中断的事件称为中断源。

中断字

当小宏到了公司，走进会议室开始开会，此时：

1. 拿出笔记本
2. 开始记录会议内容
   以上是小宏在处理中断事件，我们称，笔记本是中断记录器，笔记本上记录的内容是中断字。

在中断装置发现并响应中断后，转到响应的中断处理程序。
硬件系统为每一个中断源设置一个寄存器，即为中断寄存器，而中断寄存器中保存了与中断事件相关的一些信息，这些信息就称为中断字。

中断类型

小宏记录了一会，发现自己对于某一内容有疑问，于是标记下来，等待会议的提问阶段抛出此疑问。
小宏现在所做是其自己有意识的安排，并且使自愿的，我们称此为自愿性中断。既然有自愿性，相对的就有强迫性中断，被公司叫去开会，这就属于强迫性中断

1. 强迫性中断：
   这类中断事件是正在运行的程序锁不期望的，这类中断是否发生，何时发生，无法预知。
   • 时钟中断
   • 输入输出中断
   • 控制台中断
   • 硬件故障中断
   • 程序错误中断
2. 自愿性中断：
   这类中断事件是正在运行的程序有意识的安排，这类中断的发生具有必然性，发生时机，位置确定。

中断向量

小宏是在技术部会议室开技术研讨会议，这就是所谓的中断向量。
技术部会议室对应中断程序入口地址（PC），技术研讨会议对应的是运行环境（PSW），PC和PSW合称中断向量。

NOTE:
同类事件的处理方法是相同的，所以不是每一个中断源都有一个中断处理程序，而是每一类中断时间有一个中断处理程序。

中断嵌套

小宏在提问阶段抛出疑问时，是在其处理第一个中断事件时发生的，这就是一种嵌套。我们知道，开会时领导发言是不允许被打断的，除非是更高一级的领导才能打断（0.....0），这就是中断的优先级问题以及中断屏蔽。

中断嵌套主要是嵌套，虽然嵌套可以无休止的进行下去，但是，由于中断优先级的存在使得当前中断只能被更高优先级的事件中断，所以中断嵌套实际上是无法无限的。
想出现低优先级的事件中断也并非不可行，只需要调整一下优先级，比如说开会时的提问阶段就提高了普通员工的优先级。
注意：
中断发生时，需要保存（使用栈保存，栈区位置是由硬件确定的）被中断程序的现场信息，以保证处理完中断事件后可以恢复现场。

中断优先级

硬件规定，不可改变，但程序可以适当做出调整。

就如领导的优先级高于普通员工（你说是谁规定的呢？ ￣▽￣）

中断屏蔽

中断屏蔽指令可以暂时禁止中断源向处理器发送中断请求。

哪怕是领导，在一些会议上也是不能打断会议的进行 ︿(￣︶￣)︿。

中断处理程序

小宏在会议上做了什么动作，还记得吗？那些动作就组成了一个处理程序。

中断处理程序处理中断的过程中可能会使用通用寄存器，所以需要进一步保存现场信息。
保存什么现场信息呢？保存时需要注意些什么吗？
中断处理完毕返回用户程序时，需要通过一条指令将PC和PSW弹出系统栈，为什么呢？

保存现场信息： PC，PSW以及通用寄存器内容
保存时需注意：现场信息保存在系统栈中，在保存和恢复现场的过程中不响应新的中断（中断屏蔽）。
一条指令恢复PC和PSW：中断向量中程序状态字PSW与指令计数器PC的内容必须由一条指令同时恢复，这样才能保证系统状态由管态转到目态的同时，控制转到上升进程的断点处继续执行。如果不同时恢复，则只能（1）先恢复PSW再恢复PC，在恢复PSW后已经转到目态，操作系统恢复PC的使命无法完成；（2）先恢复PC再恢复PSW，PC改变后转到操作系统另外区域（因为PSW仍为系统状态），PSW无法恢复。