关中断指令和中断隐指令的关系

在计算机中，中断是一种用于处理异步事件的机制，例如当用户按下键盘或鼠标时，计算机需要立即响应并执行相关的操作。在处理中断时，一些重要任务必须暂停，以便可以运行中断处理程序。这种机制对于实时性要求很高的系统尤为重要。在这篇文章中，我们将探讨中断指令和中断隐指令之间的关系。

1. 定义

中断指令是用于启动中断处理程序的一组指令，通常用于响应外部事件。当这些指令执行时，它们将CPU的控制交给操作系统内核，并把程序计数器(PC)的当前值保存到堆栈中。中断处理程序将获得这个PC值，并根据需要执行必要的操作。

中断隐指令是执行中断后，CPU执行的第一条指令。这些指令不需要显式地在代码中编写，它们通常由中断处理程序设置。隐指令通常用于实现硬件驱动程序的低级别操作，或将控制权返回到调用程序的下一条指令。

2. 执行顺序

在处理外部事件时，操作系统会在CPU上设置中断标志位。当CPU在执行代码时检测到中断标志位时，它会立即执行中断处理程序。在执行中断处理程序之前，CPU会自动禁用软件中断，这被称为中断控制器。

在执行中断处理程序之后，CPU将继续执行下一条指令，这是一个中断隐式指令。中断隐式指令通常用于恢复存储寄存器、状态寄存器和其他CPU状态，以便CPU可以恢复正常的代码路径执行。

3. 如何编写中断处理程序

一个好的中断处理程序应该保留CPU状态，使CPU可以在处理完成后恢复，而不会影响其他正在运行的代码。中断处理程序还应该消耗尽尽可能少的CPU资源，以避免对系统性能造成不利影响。

在编写中断处理程序时，需要了解硬件和操作系统的特定要求。例如，在处理涉及硬件的中断时，可能需要具有一些专业的技能，例如电路设计或调试能力。在处理操作系统的中断时，需要对操作系统内核和CPU指令集有深入的了解。

4. 如何处理中断

当CPU检测到中断时，它必须立即响应中断，但同时必须保护当前任务的状态。因此，在响应中断之前，CPU必须执行一个称为上下文切换的过程，以保存当前任务的状态。在处理完中断后，CPU必须再次执行上下文切换，以便继续先前的任务。

在许多操作系统中，中断是通过一套优先级和请求机制来处理的。当涉及到多个中断时，CPU会首先响应具有最高优先级的中断。在响应中断后，CPU会将其他中断发送到队列中，以等待CPU处理更高优先级的中断。

综上所述，关中断指令和中断隐指令是计算机处理中断时不可或缺的两个组成部分。中断隐指令在中断处理程序的结尾被执行，用于恢复存储器和CPU状态。中断指令和中断隐指令之间的关系就像中断和上下文切换之间的关系一样密不可分。