中断是个啥？

Posted 2021-10-24 adventure.Li

一、中断的描述

中断是指计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。

处理流程，大致如下图：

那么，看了定义，也许有点理解。大概可以类比 搬砖人 进行搬砖但与此同时不知道未来会发生什么（对未来的未知性，OS的特性之一：异步性），下一刻也许就产品小姐姐找你谈需求变化，也许这种呼叫你可以进行推托（屏蔽中断），你要坚持完成自己手中的活。但有时无法推托必须暂放手中的活，转向去和小姐姐沟通，那么此时你不能忘记该活的相关信息，则需要保存下来，再去找小姐姐，完成之后再回到原地进行继续工作。

二、为什么需要中断

在了解了第一步部分的一个简单生活场景之后，来理解为什么需要中断，可能会好一点。计算机和人一样（用马克思理论来说 计算就是人类的拓展放大工具），那么计算机既然是人的工具就得和人的思维越近似越好（OOP），这样更利于解决现实问题。因此，从处理事务的需要角度来说，计算机如果只能一件件事情处理完才能转向其他事情，那么给人类的交互需求带来极大不便。有了需求的导向，但还需要物理实现才行，回顾一些计算机的发展：从人工阶段（开关操作）到 简单执行系统阶段（有了汇编程序，开始利用内存进行存储）（ROM））再到批处理阶段（开始出现多道程序设计），一步步走来虽然十分不易，但硬件技术（通道技术，CPU技术）的发展迅猛，中断技术也应运而生。综上归纳主要以下两点：

三、中断都做了些啥？

按照事件发生的顺序，中断过程包括 ：
①中断源发出中断请求;
②判断当前处理机是否允许中断和该中断源是否被屏蔽;
③优先权排队;
④处理机执行完当前指令或当前指令无法执行完，则立即停止当前程序，保护断点地址和处理机当前状态，转入相应的中断服务程序;

⑤执行中断服务程序;
⑥恢复被保护的状态，执行“中断返回”指令回到被中断的程序或转入其他程序。
上述过程中前四项操作是由硬件完成的，后两项是由软件完成的。