中断基本概念：程序中断指计算机执行现行程序过程中，出现某种急需处理的异常情况或特殊请求，CPU暂时中止现行程序，而转去对这些异常情况或特殊请求进行处理，处理完毕后CPU又自动返回到现行程序的断点处，继续执行原程序

中断请求的分类：

• 内中断（异常、例外、陷入）
  • 自愿中断：指令中断（陷入指令、trap指令）
  • 强迫中断：硬件故障（如缺页）、软件中断（如整除0）
• 外中断
  • 外设请求（如I/O操作完成发出的中断信号）
  • 人工干预（如用户强行终止一个进程）

单重中断处理过程：正常取指令、执行指令->指令执行完毕后例行检查是否有中断->（是的话）【中断隐指令】中断响应、程序断点进栈、关中断、向量地址赋给PC->【中断服务程序】保护现场、（各种）中断服务、恢复现场、开中断、中断返回。中断隐指令+中断服务程序=中断处理过程

• 中断隐指令：是CPU在检测到中断请求时自动完成的一系列动作，即下面三个都是由硬件完成的
  • 关中断：为了保护中断现场期间不被新的程序中断所打断，必须关中断，从而保证被中断的程序在中断服务程序执行完毕后能接着正确执行
  • 保存断点：将原来程序的断点（即PC内容）保存起来，可存入堆栈或指定单元
  • 引出中断服务程序：实质就是取出中断服务程序的入口地址并传送给PC
• 中断服务程序：其实这个只是一个名字，它的第二步才是执行中断服务程序。可以把这类操作归为由软件完成的（即操作系统完成的）
  • 保存现场：保存通用寄存器等的内容（用于程序恢复后CPU环境的恢复）
  • 中断服务：主体部分，如通过程序控制需打印的字符代码送入打印机的缓冲存储器中
  • 恢复现场：通过出栈指令或取数指令把之前保存的信息送回寄存器中（恢复通用寄存器等）
  • 中断返回：通过中断返回指令回到原程序断点处（恢复PC和PSW）

多重中断：
单重中断执行中断服务程序时不响应新的中断请求；而多重中断执行中断服务程序时可响应新的中断请求，优先级别高的中断源有权中断优先级别低的中断源

• 中断屏蔽技术：用于多重中断，只有优先级别高的中断源才有权中断优先级别低的中断源。每个中断源都有一个屏蔽触发器，1表示屏蔽该中断源的请求，0表示可以正常申请中断。所有屏蔽触发器组合在一起构成一个屏蔽字寄存器。屏蔽字寄存器的内容称为屏蔽字（每个中断源都有一个自己的屏蔽字），屏蔽字中1越多，优先级越高。每个屏蔽字中至少有一个1（至少要能屏蔽自身的中断）

引入了中断系统后，如何控制I/O设备的数据读写工作呢（具体步骤）：

CPU运行一个程序，运行过程中需要使用外部设备（如要从外部设备输入一个字符的数据）：

• 首先通过一些I/O指令向I/O设备发出启动输入相关的命令，然后外部设备就可以去准备CPU想要的数据了。
• 在外部设备准备数据的过程中，CPU可以继续执行之前的程序（没有引入中断系统时，程序查询是CPU启动I/O设备后，需要用轮询的方式不断检查I/O设备有没有完成输入工作；而引入中断系统后，CPU可以继续干以前的事情）
• 当I/O设备完成工作后，会给CPU发送一个中断请求信号。CPU执行完一个指令k后，在指令周期的末尾会例行检查有无中断请求信号。检测到后对该设备发送一个确认信号
• 处理中断：
  • 中断隐指令（硬件自动完成）：关中断、保存断点PC和PSW、引出中断服务程序（即将PC的值变成中断处理程序的首地址，然后处理器会执行下一条指令，即先取指，取中断处理程序首地址的址）
  • 执行中断处理程序（操作系统完成）：保护现场（由于到这里时PC和PSW已经被硬件自动存放在系统栈中了，这里的保护现场是指将处理器中的通用寄存器的值保存在栈中，这是因为中断处理程序可能会修改这些寄存器的值）、（根据不同的中断类型）提供中断服务、恢复现场（即恢复那些通用寄存器的值）、开中断、中断返回（即恢复PC和PSW的值）
• 处理完中断后，返回k+1指令，CPU继续执行原来的指令，直到外设准备好下一个数据，再次给CPU发出中断请求信号，然后再重复上述过程即可

一个中断的发生会使得处理器硬件和软件都执行一系列操作，具体图如下：