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中断服务函数(Interrupt Service Routine,简称ISR)是计算机系统中处理中断事件的核心程序模块,当某个中断源产生中断请求时,CPU会暂停当前正在执行的任务,跳转到相应的中断服务函数,执行中断处理程序,处理完中断后再返回原来的任务继续执行,本文将详细介绍中断服务函数的原理、编写方法以及实例分析。
中断服务函数的原理
1、中断请求(IRQ):中断请求是中断源发出的信号,表示某个事件需要CPU处理。
2、中断向量表(IVT):中断向量表是系统内存中的一个表格,用于存储各个中断服务函数的入口地址,当CPU收到中断请求时,会根据中断号查找IVT,找到对应的中断服务函数入口地址。
3、中断服务程序:中断服务程序是处理中断事件的程序,它位于IVT中指定的内存地址,当CPU跳转到中断服务程序时,会保存当前任务的状态,执行中断处理程序,处理完中断后再恢复任务状态。
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4、中断嵌套:当CPU正在处理一个中断事件时,其他中断请求也可能发生,为了防止中断请求相互干扰,系统通常采用中断嵌套机制,在中断嵌套中,低优先级中断请求被屏蔽,直到高优先级中断处理完毕后再处理低优先级中断。
中断服务函数的编写方法
1、定义中断服务函数:在编写中断服务函数时,首先需要定义函数原型,函数原型包括函数名称、返回类型和参数列表。
void ISR_Handler(void) { // 中断处理代码 }
2、编写中断处理代码:在中断服务函数中,编写处理中断事件的代码,这包括保存当前任务状态、处理中断请求、恢复任务状态等。
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void ISR_Handler(void) { // 保存当前任务状态 // 处理中断请求 // 恢复任务状态 }
3、注册中断服务函数:将中断服务函数注册到中断向量表中,以便CPU在收到中断请求时能够找到对应的处理程序,注册方法因操作系统和硬件平台而异,在Linux内核中,可以使用register_interrupt_handler
函数注册中断服务函数。
register_interrupt_handler(INTERRUPT_NUMBER, ISR_Handler);
4、配置中断控制器:中断控制器负责接收中断请求,并将请求转发给CPU,在编写中断服务函数之前,需要配置中断控制器,使其能够正确识别和处理中断请求。
中断服务函数实例分析
以下是一个简单的中断服务函数实例,用于处理按键按下事件:
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#include <stdio.h> #define INTERRUPT_NUMBER 2 void ISR_Handler(void) { // 读取按键状态 int key_state = read_key_state(); // 处理按键事件 if (key_state == PRESSED) { printf("Key is pressed "); } else { printf("Key is released "); } } int main() { // 注册中断服务函数 register_interrupt_handler(INTERRUPT_NUMBER, ISR_Handler); // 主循环 while (1) { // 执行其他任务 } return 0; }
在这个实例中,我们定义了一个名为ISR_Handler
的中断服务函数,用于处理按键按下事件,当按键被按下时,ISR_Handler
函数会被调用,读取按键状态并打印相应的信息。
中断服务函数是计算机系统中处理中断事件的核心程序模块,本文详细介绍了中断服务函数的原理、编写方法以及实例分析,通过学习本文,读者可以深入了解中断服务函数的工作原理,并在实际项目中编写高效的中断处理程序。
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