轮询与中断

时间:2012-04-30 18:34:51

标签: operating-system interrupt polling

我对中断有一个基本的疑问。想象一下没有任何中断的计算机,所以为了让它进行I / O,CPU必须轮询*键盘以进行按键,鼠标按键定时等。现在,如果它有中断,CPU将继续检查中断线是否定期变高(或低)。那么如何通过使用中断来节省CPU周期。根据我的理解而不是现在检查设备,我们正在检查中断线。有人可以解释我错误的基本逻辑。

*这里通过轮询我并不是说CPU处于忙碌状态。引用维基百科“轮询还指的是重复检查设备是否准备就绪的情况,如果不是,则计算机返回不同的任务”

5 个答案:

答案 0 :(得分:6)

@David Schwartz和@RKT是对的,不需要任何CPU周期来检查中断线。

基本上,处理器有一组中断线连接到一堆设备。当其中一个设备有话要说时,它会打开中断线,触发处理器(没有任何软件的帮助)暂停执行当前指令并开始运行处理程序功能。

这是它的工作原理。当操作系统启动时,它会使用一条特殊指令向处理器注册一组回调(实际上是一个函数指针表),该指令获取表的第一个条目的地址。当触发中断N时,处理器从表中提取N条目并在其引用的内存中的位置运行代码。函数内部的代码由OS作者在汇编中编写,但通常它只是保存堆栈的状态和寄存器,以便在调用中断处理程序之后可以恢复当前任务,然后调用更高级别的代码。公共中断处理程序,用C编写并处理逻辑“如果这是一个页面错误,做X”,“如果这是一个键盘中断,做Y”,“如果这是一个系统调用,做Z”等当然,不同的架构和语言对此有不同的看法,但它的要点是相同的。

软件中断的想法(用Unix术语中的“信号”)是相同的,除了操作系统完成设置堆栈以便运行信号处理程序的工作。基本过程是userland进程通过系统调用将一个信号处理程序一次注册到操作系统,系统调用将处理程序函数的地址作为参数,然后在将来某个时间操作系统识别它应该发送该进程信号。下次运行该进程时,操作系统会将其指令指针设置为处理程序函数的开头,并将其所有寄存器保存到某个位置,进程可以在恢复执行该进程之前将其还原。通常,处理程序将具有某种路由逻辑,以警告它收到信号的相关代码位。当进程完成执行信号处理程序时,它将恢复信号处理程序运行之前存在的寄存器状态,并从中断处继续执行。因此,软件中断也比轮询更有效地了解从内核到此过程的事件(但这并不是一般的使用机制,因为大多数信号都有特定用途)。

答案 1 :(得分:3)

检查中断线不需要任何CPU周期。它由专用硬件完成,而不是CPU指令。它被称为中断的原因是因为如果中断线被置位,则CPU被中断。

答案 2 :(得分:1)

“CPU中断”:它将保持(暂停)正常程序执行,然后执行ISR(中断子程序)并再次返回执行暂停程序。

CPU通过IRQ(中断请求)和IF(中断标志)来了解中断

答案 3 :(得分:-1)

中断:计算机中的设备生成的事件,以引起CPU的注意。 提供以提高处理器利用率。 要处理中断,有一个与之关联的中断服务程序(ISR)。 为了中断处理器,器件在其IRQ线上发送信号并继续这样做,直到处理器确认中断为止。 然后,CPU通过将程序状态字(PSW)和PC推入控制堆栈来执行上下文切换。 CPU执行ISR。 而Pooling是计算机等待外部设备检查其准备情况的过程。 除检查设备状态外,计算机不执行任何操作 轮询通常与低级硬件一起使用 示例:当通过Parrnell端口连接的打印机时,计算机会等待打印机接收到下一个字符。 这些过程可以只读取1个字节

答案 4 :(得分:-1)

有两种不同的方法(轮询和中断)来为计算机系统提供I / O.在轮询中,CPU持续保持忙碌状态,输入数据被提供给I / O设备,如果是,则检查相应设备的源端口以及该输入的优先级以便为其提供服务。

在中断驱动方法中,当向I / O设备提供数据时,会产生中断,CPU会检查该输入的优先级以便为其提供服务。