處理器硬體如何支援中斷處理?


中斷通常被稱為訊號,當某個事件或程序需要立即處理時,由軟體或硬體生成。因此,該訊號通知處理器關於高優先順序和緊急資訊需求,導致當前工作程序中斷。

因此,每當發生中斷時,處理器都會完成當前指令的執行並開始執行稱為中斷處理的中斷。此外,對於每次發生的中斷處理,都有一箇中斷服務例程 (ISR) 或中斷處理程式。

現代作業系統中的中斷處理 -

在 Linux、macOS 或 Windows 等多個作業系統中,中斷處理分為兩部分 -

一級中斷處理程式 (FLIH),也稱為硬中斷處理程式或快速中斷處理程式

二級中斷處理程式 (SLIH),也稱為慢速中斷處理程式或軟中斷處理程式

FLIH 和 SLIH 的用途和特性如下 -

FLIH

  • 是特定於平臺的中斷處理。

  • 它會導致程序執行中的抖動。

  • 它還會遮蔽中斷。

  • FLIH 在 Linux 中被稱為上半部分。

SLIH

  • 它完成類似於程序或事件的長時間中斷處理任務。

  • 每個單個處理程式都有一個專用的執行緒。

  • 它具有較長的執行時間。

  • SLIH 在 Linux 中被稱為下半部分或底部。

作業系統的中斷處理機制接受一個作為地址的數字,然後選擇要採取的特定操作,該操作已在中斷服務例程中提到。在大多數架構中,地址儲存在稱為向量表的表中。

處理器中中斷處理的硬體支援

隨著所有最新的處理器和技術進步,中斷處理已新增到硬體中。

以下段落解釋了使用硬體進行中斷處理 -

  • 所有可用的處理器都具有將中斷或異常轉換為中斷處理的機制。

  • 不同的處理器提供不同的中斷處理方式。最重要的一種是使用向量表儲存硬體中斷中的中斷。

網絡卡中斷處理的用途

網絡卡及其中斷處理的逐步過程如下 -

  • 網路裝置將資料包儲存在裝置記憶體中的緩衝區中。

  • 在網路上引發中斷。

  • 中斷確認並初始化新的套接字緩衝區。

  • 處理程式從裝置記憶體複製資料包。

  • 處理程式呼叫一個函式來查詢資料包封裝的協議。

  • 中斷處理程式通知網路程式碼有關新資料到達的資訊。

更新於:2021年12月1日

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