中断是计算机操作中经常发生的事件,它是指在计算机运行中,由于外部事件产生的异步事件,会暂停当前程序的执行,跳转到中断服务程序中处理,待处理完毕后再返回原来程序的执行点。 每次中断发生后,需要保存当前程序的执行状态,这就是所谓的中断现场。中断现场中存储着当前程序的执行位置、程序状态以及相关寄存器的值等信息。
为了保证中断服务程序的正确执行,保护现场是十分必要的。在进行中断服务程序处理前,需要将当前的程序状态保存到内存中,以免在处理中断过程中对原程序造成破坏。同时,在离开中断服务程序时,还需要恢复现场,使程序能够正常继续执行。
具体来说,保护现场需要遵循以下原则:
1. 在中断服务程序中尽可能地减少对寄存器的使用,避免出现寄存器冲突的情况;
2. 保存所有被破坏的程序状态,包括程序计数器、程序状态寄存器、堆栈指针等;
3. 中断服务程序中使用的临时变量需要在入口处压入栈中,在出口处弹出;
4. 离开中断服务程序前要恢复中断前的状态,包括程序计数器、程序状态寄存器等。
中断现场需要保存的寄存器信息包括:
1. 中断向量表中存储的中断服务程序入口地址;
2. 程序计数器,记录中断发生时程序的运行位置;
3. 程序状态寄存器,记录常规的处理器状态信息;
4. 通用寄存器,包括累加器、数据寄存器、地址寄存器等等;
5. 内存指针寄存器,指向当前操作的内存地址;
6. 栈指针寄存器,指向当前栈的顶部位置。
在执行中断服务程序前,需要将中断现场中的相关信息保存到栈中:
1. 中断服务程序入口地址入栈;
2. 保存所有被破坏的寄存器信息到栈中;
3. 将堆栈指针寄存器指向新的栈顶。
在中断服务程序处理完后,需要将中断现场中相关信息恢复,具体操作如下:
1. 弹出被保存的所有寄存器信息;
2. 弹出中断服务程序入口地址;
3. 恢复堆栈指针寄存器指向原先的位置。