A megszakítasi rendszer (fogalma; megszakítasi okok; a megszakítas folyamata; az egy- és a többszintü megszakítasi rendszer)

A megszakítási rendszer (fogalma; megszakítási okok; a megszakítás folyamata; az egy- és a többszintü megszakítási rendszer)

A számítógépnek rugalmasan reagálnia kell a külvilág eseményeire. Erre a célra szolgál a számítógép megszakítási rendszere. A megszakítás bekövetkezésekor az éppen futó programról vezérlés ideiglenesen átadódik egy másik program számára, amely kiszolgálja a bekövetkezett eseményt. A megszakít 929e41j ást kiszolgáló program lefutása után pedig a megszakított program végrehajtása a következö utasításától kezdve folytatódik.

Váratlan esemény

aszinkron szinkron

(teljesen reprodukálhatatlan) (bármikor reprodukálható, a program minden futásakor ugyanott következik be)

várható nem várható

pl. DMA pl. hardver hiba → paritás hiba, áramkimaradás

A megszakítások okai vagy forrásai:

1.     Géphibák:

- Az egyes eszközök valamilyen hibajavító kód segítségével ismerik fel a hibákat

- A CPU regiszterei

- Operatív tár

- Adatátvitel

- Energiaellátás hibái

- Klimatizáció

2.     I/O források: a perifériák megszakítás-kérö jelzései (CPU dobozon belül)

3.     Külsö források → másik számítógép

4.     Programozói források

Utasítások végrehajtásakor keletkezö megszakítások:

Hiba, nem kért, váratlan (arch. specifikusak)

o      Memóriavédelem megsértése (saját részéröl túlmutat)

o      Tárkapacitás túlcímzés (tényleges)

o      Címzési elöírások megsértése

o      Aritmetikai és logikai müveletek miatti megszakítás (kivételek:tömbindex-túlcímzés, 0-val való osztás, overflow)

Szándékos

o      Rendszerhívások (pl. az Intel CPU-k overflow flag-je jelzi, ha túlcsordulás lépett fel. Az INTO utasítással egy megszakítás kérhetö: korrekció.)

Megszakítás-kiszolgálás

1.     egy egység aktiválja az INTR. bemenetet

2.     a CPU elfogadja ezt az INT kérést, ha

megszakítható állapotban van

megfelelö a prioritás nagysága

a beérkezett megszakítás nincs maszkolva (letiltva)

A 3 felt. teljesülése esetén INT elfogadva

3.     minden utasítás-töréspontban a vezérlöegység megvizsgálja, hogy van-e megszakítás. Észleli, hogy van megszakítás. Az INTACK vezérlövonal aktiválásával jelzi a megszakítási kérés elfogadását, mire a megszakítást kérö deaktiválja az INTR vonalat

4.     CPU elmenti a verembe az aktuális állapot információkat (PC, flag) automatikusan

5.     a megszakított program adatterének mentése (regiszterkészlet)

6.     a megszakítást igénylö azonosítása (ha egy INT-hez több egység is tartozik)

7.     megszakítás kiszolgálása

8.     az adattér visszaállítása

9.     A CPU a kiszolgálás végeztével visszaküld egy nyugtát az egységnek, az pedig deaktiválja a jelet

A megszakítás kiszolgálása után a megszakított program folytatódik, vagy nem (reset).

Mindegyik INT-hez tarozik egy bit: a CPU ezeket vizsgálja, amikor fogadóképes.

A megszakítást kérö azonosítása

A legegyszerübb lehetöség a megszakítások egyenkénti kiszolgálása, azok beérkezési sorrendjében. Hátránya, hogy a megszakítások kiszolgálása közben érkezö megszakítást nem tudja kiszolgálni, így a halaszthatatlan kérelmek elveszhetnek.

1. Lekérdezéses (polling): Valamilyen sorrendben lekérdezzük az egységeket

Hardveres úton: daisy chain

Szoftveres úton: az operációs rendszer

2. Vektoros: A megszakítást kérö eszköz a kiszolgáló rutin kezdöcímét határozza meg a megszakítási vezérlö és a processzor számára.

Több megszakítási vonal esetén minden eszköz saját megszakítást kérö vezetékkel rendelkezik, így a kérelem helye egyértelmüen megállapítható.

Megszakítási rendszerek szintek szerint

Egyszintü: Nincs lehetöség a kiszolgáló rutin felfüggesztésére egy újabb megszakítási kérelem által. A kiválasztó logika a kiszolgálás közben érkezett megszakítások közül a legmagasabb prioritású engedélyezett megszakítás-kérést engedélyezi. Az 1-es forrás szerinti kérés feldolgozása hosszabb ideig is eltarthat, viszont az 0-ás forrás megszakítás-kérése esetleg nem türhet ekkora halasztást.

INT normál felh.-i szint

Többszintü: keresi a pillanatnyi CPU-szintnél magasabb prioritás-szintü engedélyezett megszakítás-kéréseket. Kiválasztja a legalacsonyabb prioritás-szintüt. PSW-csere esetén ez oly módon zajlik le, hogy a megszakított szint PSW-je Old PSW-ként tárolódik, a másik rekesz tartalma pedig New PSW-ként betöltödik a programállapot-regiszterbe. Az elfogadott megszakítás-kérés nyugtázódik. Ha nem talál az utolsó szintnél magasabb prioritású engedélyezett kérést, akkor megengedi a legutolsó New PSW-ben megjelölt utasítás végrehajtását.

Kompromisszum: az elözö kettö ötvözése, azaz szinteket rendelnek a megszakítások egy-egy csoportjához

Szinten belül egyszintü, szintek között többszintü