aupos_20_設備管理與io(已修改)
2024-10-28 21:28 本頁面
【正文】 設備管理與 IO（ 2） 胡燕 2021/11/10 2 內容綱要 ? 中斷 ? IO緩沖 ? 設備分配 2021/11/10 3 中斷的概念 ? 中斷源 – 引起中斷發(fā)生的事件 ? 中斷請求 – 中斷源向 CPU發(fā)出的請求中斷處理信號 ? 中斷響應 – CPU收到中斷請求后，轉去執(zhí)行相應的中斷處理程序 ? 中斷優(yōu)先級 – 為使系統(tǒng)能及時響應并處理發(fā)生的所有中斷，系統(tǒng)根據引起中斷事件的重要性和緊迫程度，硬件將中斷源分為若干個級別 2021/11/10 4 中斷的分類 ? 根據中斷源產生的條件，可把中斷分為外中斷 和 內中斷 。 – 外中斷是指來自外部設備的中斷，外中斷在狹義上一般被稱為中斷。 – 內中斷主要指在處理機和內存內部產生的中斷。內中斷一般稱為陷阱 (trap)。 2021/11/10 5 中斷和陷阱的區(qū)別 ? 陷阱通常由處理機正在執(zhí)行的現(xiàn)行指令引起，而中斷則是由與現(xiàn)行指令無關的中斷源引起的。 ? 陷阱處理程序提供的服務為當前進程所用，而中斷處理程序提供的服務則不是為了當前進程的。 ? CPU在執(zhí)行完一條指令之后，下一條指令開始之前響應中斷，而陷阱則可能是在指令執(zhí)行期間發(fā)生并被處理。 – 例如執(zhí)行指令非法時，盡管被執(zhí)行的非法指令不能執(zhí)行結束，但 CPU仍可對其進行處理。 ? 陷阱處理程序通常被規(guī)定在各自的進程上下文中執(zhí)行，而中斷處理程序則一定在系統(tǒng)上下文中執(zhí)行。 2021/11/10 6 軟中斷 ? 軟中斷則是通信進程之間用來模擬硬中斷的一種信號通信方式。 – 其中斷源發(fā)中斷請求或軟中斷信號后， CPU或接收進程在適當的時機自動進行中斷處理或完成軟中斷信號所對應的功能。 – 在有些系統(tǒng)中，大部分的陷阱是轉化為軟中斷處理的。 2021/11/10 7 軟中斷 ? 特點 – 其優(yōu)先級一般低于系統(tǒng)調度程序的優(yōu)先級，可以用來執(zhí)行不十分緊急的任務 ? 用于實現(xiàn)系統(tǒng)調用、調試等工作 ? 實例 – 除法溢出（ /0） – int指令 – 單步調試中斷 (CPU的狀態(tài)寄存器的某位置 1的時候，每條指令執(zhí)行后都會產生一個調試中斷 ) 2021/11/10 8 INTEL i386的中斷向量 ? 0 － 31 : 不可屏蔽中斷 32 － 47 : 可屏蔽中斷 48 － 255 : 軟中斷 ? Linux采用 0x80作為系統(tǒng)調用所采用的中斷向量，用于陷入核心態(tài)，進行核心處理 2021/11/10 9 中斷處理過程 ① CPU檢查響應中斷的條件是否滿足。 CPU響應中斷的條件是 : 有來自于中斷源的中斷請求、 CPU允許中斷。 ② 如果 CPU響應中斷，則 CPU關中斷，使其進入不可再次響應中斷的狀態(tài)。 ③ 保存被中斷進程現(xiàn)場。 ④ 分析中斷原因，調用中斷處理子程序。在多個中斷請求同時發(fā)生時，處理優(yōu)先級最高的。 ⑤ 執(zhí)行中斷處理子程序。對陷阱來說，在有些系統(tǒng)中則是通過陷阱指令向當前執(zhí)行進程發(fā)軟中斷信號后調用對應的處理子程序執(zhí)行。 ⑥ 退出中斷，恢復被中斷進程的現(xiàn)場或調度新進程占據處理機。 ⑦開中斷， CPU繼續(xù)執(zhí)行。 2021/11/10 10 內容綱要 ? 中斷 ? IO緩沖 ? 設備分配 2021/11/10 11 緩沖的引入 需設置緩沖區(qū)緩解與外設速度不匹配 。 引入緩沖的必要性 引入緩沖的一個例子是網絡通信：如果從遠地終端發(fā)來數據 (串行 )僅用 1個 bit緩沖來接收，則必須在每收到一位數據時便中斷 CPU一次。對于速率為 kb/s 數據通信來說，意味著中斷 CPU的頻率也為 。 2021/11/10 12 1bit/10
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1