中斷可分為哪幾個(gè)階段？在執(zhí)行中斷響應(yīng)后，要完成哪些主要功能？

中斷可分為哪幾個(gè)階段？在執(zhí)行中斷響應(yīng)后，要完成哪些主要功能？

中斷是操作系統(tǒng)中重要的概念之一，用于在程序執(zhí)行過程中暫停當(dāng)前運(yùn)行的程序并轉(zhuǎn)移控制權(quán)到特定的中斷處理程序中執(zhí)行。中斷的引入可以有效提高計(jì)算機(jī)的性能和穩(wěn)定性，但是中斷處理過程需要經(jīng)過多個(gè)階段，包括中斷源檢測、中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回等，執(zhí)行過程需要完成多項(xiàng)主要功能。

中斷可分為以下幾個(gè)階段：

1. 中斷源檢測階段

中斷源檢測階段是中斷處理的第一步，主要是檢查硬件設(shè)備或軟件是否產(chǎn)生了中斷信號(hào)。中斷源包括硬件設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)和網(wǎng)絡(luò)接口等，以及軟件發(fā)起的中斷請(qǐng)求。當(dāng)中斷信號(hào)觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)到來的地址和中斷類型來確定中斷類型和相應(yīng)的中斷向量。

2. 中斷響應(yīng)階段

在確定中斷類型和中斷向量之后，計(jì)算機(jī)會(huì)暫停正在執(zhí)行的程序，并將執(zhí)行流程跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，即中斷響應(yīng)階段。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)保存當(dāng)前中斷請(qǐng)求前的處理狀態(tài)和程序指針，并為中斷服務(wù)程序分配一段堆?？臻g，以保證中斷服務(wù)程序能夠獨(dú)立地操作。

3. 中斷處理階段

進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，系統(tǒng)將執(zhí)行中斷處理階段。在中斷處理階段，中斷服務(wù)程序會(huì)根據(jù)中斷類型和中斷向量對(duì)中斷請(qǐng)求進(jìn)行處理。根據(jù)中斷類型和中斷向量的不同，中斷服務(wù)程序可能會(huì)進(jìn)行I/O操作、錯(cuò)誤檢測和修復(fù)、內(nèi)存訪問請(qǐng)求和響應(yīng)等操作。

4. 中斷返回階段

中斷處理階段完成后，系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行中斷返回階段，將控制權(quán)轉(zhuǎn)交回正在運(yùn)行的程序。在中斷返回階段，系統(tǒng)會(huì)恢復(fù)之前暫停的程序現(xiàn)場和處理狀態(tài)，并將內(nèi)存映像和寄存器狀態(tài)恢復(fù)到中斷前的狀態(tài)。

執(zhí)行中斷響應(yīng)后，需要完成以下主要功能：

1. 保護(hù)現(xiàn)場

中斷響應(yīng)過程需要保護(hù)現(xiàn)場，即保護(hù)當(dāng)前程序執(zhí)行的現(xiàn)場以及相應(yīng)的寄存器和堆棧內(nèi)容。為了保護(hù)現(xiàn)場，中斷服務(wù)程序需要將程序狀態(tài)保存在堆棧中，防止其他程序?qū)ζ溥M(jìn)行修改。保護(hù)現(xiàn)場的操作包括：保存程序指針、中斷類型、中斷向量、處理狀態(tài)和當(dāng)前寄存器值等信息，并將這些信息保存到堆棧中。

2. 中斷處理

中斷響應(yīng)過程需要執(zhí)行中斷處理程序，在中斷處理程序中對(duì)中斷進(jìn)行處理。中斷處理程序需要根據(jù)中斷類型和中斷向量對(duì)中斷進(jìn)行分析，并進(jìn)行相應(yīng)處理。中斷處理程序可能包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、異常處理程序、中斷控制程序等。

3. 恢復(fù)現(xiàn)場

中斷響應(yīng)過程完成中斷處理后，需要將程序恢復(fù)到先前中斷之前的狀態(tài)。這包括：恢復(fù)堆棧指針、恢復(fù)當(dāng)前寄存器值和其他狀態(tài)信息，以及返回原來的程序執(zhí)行點(diǎn)，完成中斷返回操作。

4. 調(diào)度程序重新調(diào)度

執(zhí)行中斷響應(yīng)后，需要再次調(diào)度程序進(jìn)行執(zhí)行。操作系統(tǒng)需要根據(jù)調(diào)度算法，選擇合適的進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度，并考慮進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、剩余時(shí)間、處理器時(shí)間等因素，保證系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

綜上所述，中斷處理是操作系統(tǒng)的重要概念，需要經(jīng)歷多個(gè)階段，包括中斷源檢測、中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回等幾個(gè)主要階段。中斷響應(yīng)完成后，需要保護(hù)現(xiàn)場、執(zhí)行中斷處理、恢復(fù)現(xiàn)場和重新調(diào)度，保證操作系統(tǒng)的有效運(yùn)行和性能穩(wěn)定。