中断服务程序(ISR)是操作系统为了响应和处理外部或内部事件而执行的一组指令。当中断发生时,CPU会暂停当前的任务,保存当前的工作状态,并跳转到相应的中断服务程序执行。中断服务程序的主要功能包括:
事件处理:
根据中断源的不同,执行相应的处理操作。例如,定时器溢出时触发定时器中断,外部设备完成数据传输时触发数据接收中断等。
保护现场:
在中断服务程序执行期间,需要保存当前CPU寄存器的状态,以防止被新的中断打断,确保中断处理完成后能够恢复到原来的状态。
恢复现场:
在处理完中断事件后,需要恢复之前保存的CPU寄存器状态,以便继续执行被中断的任务。
任务调度:
中断服务程序执行完毕后,会进行任务调度,优先级最高的任务将被恢复执行。
中断返回:
执行完中断服务程序后,CPU需要从堆栈中恢复中断发生前的程序计数器(PC)值,继续执行原先的任务。
中断屏蔽与解除:
在某些情况下,中断服务程序可能需要关闭中断,以防止在处理中断时被新的中断打断,处理完毕后再开启中断。
中断调查与处理:
识别中断源,并进行相应的处理,如分析故障原因、封锁设备等。
中断标志清除:
在处理完中断后,需要清除中断标志,避免重复响应。
其他特定操作:
根据中断类型的不同,可能还需要执行其他特定操作,例如时钟中断服务程序可能涉及系统时间更新等。
总之,中断服务程序是操作系统中非常关键的部分,它确保了系统能够及时响应外部事件,同时保持高效的任务处理能力。