中断是指CPU停止执行当前程序的正常指令序列,转而去执行另外一个指令序列,再在适当的时候来恢复被中断的程序执行。中断是一种异步事件,与CPU的时钟频率无关,通常由硬件产生,如设备、时钟等。
当某个设备需要CPU处理时,会通过中断的方式向CPU发出请求,CPU会保存当前的执行现场,转而去执行中断处理程序,处理完成后再返回原来的执行现场,继续执行原来的程序。
在处理中断时,可能会遇到多个中断同时发生的情况。如果同时执行多个中断处理程序,可能会导致程序出错,因此需要有机制对中断进行优先级排序和处理。
当一个中断处理程序正在执行时,如果又发生了一个优先级更高的中断,就需要把当前正在处理的中断挂起,优先处理更高优先级的中断。待高优先级中断处理完成后,再恢复之前被挂起的中断处理程序的执行。
在大多数CPU中,中断都有优先级排序。当有多个中断同时发生时,CPU会先处理优先级高的中断,如果同时有多个同优先级中断,则按照设定的规则排序。通常,硬件中断的优先级高于软件中断,异常中断的优先级高于硬件中断。
在操作系统中,中断也有不同的优先级,通常较高优先级的中断处理程序会被赋予更高的权限,以便能够更快速地处理当前的中断请求。
中断的处理需要消耗CPU的资源,因此大量的中断请求会导致CPU占用率增加,影响系统的整体性能。此外,高优先级的中断处理程序可能会占用CPU的时间,导致低优先级的中断得不到及时处理,从而影响系统的稳定性。
为了避免中断对系统带来的负面影响,需要对中断做好优化和管理。可以采用一些技术手段,如中断屏蔽、中断共享、中断压缩等。