中断是计算机硬件提出的一种运行服务请求的方式,处理器在执行某个程序的过程中,当有中断请求到来时,会立即暂停该程序的执行,转入中断处理程序的执行,并在程序执行完后再返回到该程序的执行流程,这个过程称为中断处理。中断屏蔽是指在中断到来时,处理器为了保证正在执行的程序的代码完整执行而不受到中断的干扰,将中断信号暂时忽略不予执行。
在计算机运行时,中断是不可避免的,各种外设需求中断来进行操作,如果不进行中断屏蔽,中断会在不断地打断程序的执行,导致程序不能正常执行,进而导致误操作的发生。
举例说明:计算机操作系统在运行某个程序时,此时磁盘驱动器需要进行读写操作,就会给计算机发送“磁盘控制器中断信号”。如果此时CPU没有中断屏蔽机制,CPU就会在程序执行的任意时刻被磁盘驱动器打断,执行磁盘操作,导致程序执行的时间延长。
处理器在执行特定的指令时可以设置中断屏蔽标志位,该标志位的设置会使得处理器暂时不相应当前的任何中断请求,让处理器专注于执行当前指令,以保证程序正常执行。同时,处理器还可以通过中断控制器控制外设的中断请求,只有在需要的情况下才允许中断信号通过。
在处理中断时,不同的中断请求可能存在不同的优先级,同时响应的中断请求也需要有一个先后顺序。
处理优先级和处理顺序的方式有多种,最常见的就是通过“中断控制器(IOAPIC)”进行控制。中断控制器通过优化中断屏蔽和中断处理的机制可以有效地提高计算机的工作效率和系统的稳定性。