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简述两级中断嵌套的概念

来源:好走旅游网
简述两级中断嵌套的概念

两级中断嵌套是计算机系统中一种处理中断的机制。在这种机制中,当一个中断正在处理时,另一个更高优先级的中断发生时,处理器可以暂停当前中断的处理,转而处理更高优先级的中断,并在处理完成后继续原来的中断处理。

在计算机系统中,中断是一种特殊的事件,它可以打断正在执行的程序,并将控制权转移至中断服务程序(Interrupt Service Routine,ISR)。在传统的中断处理机制中,当一个中断发生时,处理器会立即停止当前的工作,保存当前的现场,然后开始执行中断服务程序。直到中断服务程序结束后,处理器才会恢复到原来的工作状态,继续执行之前的程序。

然而,在某些情况下,一个中断的处理可能需要很长时间,这可能会导致更高优先级的事件无法及时得到处理。例如,在某个优先级较低的中断服务程序中,可能需要进行大量的数据处理或者与外围设备进行长时间的通信,这会导致其他高优先级的中断被延迟处理。为了解决这个问题,引入了两级中断嵌套的概念。

在两级中断嵌套的机制中,系统中的中断被分为两个层次:高层次中断(High-Level Interrupt),和低层次中断(Low-Level Interrupt)。两者的优先级顺序是:高层次中断的优先级要高于低层次中断。

当一个低层次中断正在被处理的时候,如果一个高层次中断发生了,系统会暂时中断低层次中断的执行,去处理高层次中断。这样,系统可以保证在任何时刻,

高优先级的中断都能及时被处理,而不会被低优先级的中断所阻塞。

具体来说,当低层次中断发生时,处理器首先会检查当前是否有高层次中断正在处理。如果没有,处理器会立即开始处理低层次中断,并在处理结束后回到原来的工作状态。如果当前有高层次中断正在处理,处理器会先保存低层次中断的现场,并暂停低层次中断的处理,转而开始处理高层次中断。当高层次中断处理完成后,处理器会恢复低层次中断的现场,然后继续低层次中断的处理,直到完成。

两级中断嵌套的机制在某些场景下非常有用。例如,在实时操作系统中,经常会有多个中断同时发生,而且这些中断的优先级可能不同。使用两级中断嵌套的机制可以确保高优先级的中断被及时处理,保证系统的实时性能。

然而,两级中断嵌套也带来了一些问题。首先,处理中断时的现场切换会引入额外的开销,降低系统的效率。其次,当多个中断同时发生时,需要根据其优先级进行调度,可能会增加系统的复杂性。

总结起来,两级中断嵌套是一种处理中断的机制,通过区分高层次中断和低层次中断,并允许中断的暂停和恢复来保证高优先级中断的及时处理。这种机制在复杂的计算机系统和实时操作系统中被广泛应用,以提高系统的实时性能和可靠性。

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