什么是中断优先级问题 中断优先级的含义及影响

什么是中断优先级问题

中断是计算机系统中一种重要的机制，可以提高系统响应速度和实时性。在多任务、多设备的环境下，多个中断可能会同时出现，这时就需要对中断优先级进行排序和处理，以保证系统的正确运行。因此，中断优先级问题就变得十分重要。

中断的优先级分类

根据处理器体系结构的不同，中断优先级可以有不同的分类方法。在通用的x86体系结构下，中断可按照优先级分为以下4类：

最高优先级：NMI（非屏蔽中断）

高优先级：重启中断、可屏蔽中断

低优先级：协处理器中断

最低优先级：系统计时器中断

操作系统会根据各中断类型的优先级向中断控制器发送信号，使控制器只响应更高级别的中断请求，防止出现优先级翻转的问题。

中断优先级翻转问题

中断优先级翻转问题指的是某一较低优先级的中断被阻塞，使得中断处理程序在等待高优先级中断处理完成时，会间接启动一个比当前中断优先级更高的中断服务程序来解锁该中断，从而降低系统的实时性。这种问题在实时应用中尤其需要处理。

解决中断优先级翻转问题的方法是引入“优先权反转”的概念，其中，当低优先级任务等待高优先级处理完毕时，将临时提升等待任务到与高优先级任务相同的优先级。

优化中断处理的方法

为了更好地处理中断优先级问题，需要对中断处理进行优化。

1、合理规划中断的流程和优先级，避免优先级翻转问题。

2、减少中断处理程序的运行时间，缩短中断响应的时间。

3、针对不同的中断类型分别进行处理和优化，提高中断处理效率。

4、采取分布式的中断处理技术，将处理器的中断请求分发到多个处理器或多个内核中进行并行处理。

综上所述，中断优先级问题是操作系统中的一个重要问题。合理规划和优化中断处理，可以提高系统的实时性和响应速度。