硬件中断优先权

6.1.2　硬件中断优先权

硬件中断也就是可屏蔽中断，主要用于实现计算机系统对外部设备的管理。在IBM PC系列的计算机系统中硬件中断通过中断控制器Intel 8259A的INT来向处理器（CPU）的INTR线提出中断请求，外部设备则连接到8259A中断控制器的中断请求线IRQn上。在8088CPU的计算机（PC/XT）系统中，用一片中断控制器8259A来管理8级硬件中断，各级硬件中断IRQn所对应的外部设备如图6.2所示，其中IRQ0的优先权最高，IRQ7的优先权最低。

图6.2　IBM PC/XT机的硬件中断

在IBM PC系列的计算机系统中，所有的外部设备都是通过8259A来进行管理的。当外部设备需要传送数据或需要接收数据时，首先通过硬件连接到IRQn的信号线（高电平），向8259A中断控制器提出中断请求，8259A接收到中断请求信号后，把该中断请求的中断优先权与内部在服务寄存器ISR的当前中断优先权进行比较，若当前请求的中断优先权大于CPU在服务的中断优先权，8259A则通过INT线向CPU的INTR提出中断请求（高电平）。如果CPU的中断标志位IF=1，则在当前指令执行完后进入中断响应周期，在中断响应周期中，向8259A发出INTA中断应答信号，同时从8259A读取该中断类型号，转入相应的中断服务程序，即响应当前外部设备的中断请求。

在以80286以上为中央处理器的计算机系统中，整个系统的硬件中断由两片8259A中断控制器构成，可管理16级硬件中断（IRQ15～IRQ0），各硬件设备的中断定义也作了适当的修改，如图6.3所示。

图6.3　80X86计算机的硬件中断

它们的优先权顺序为（从高到低）：IRQ0→IRQ1→IRQ2→IRQ8…→IRQ15→IRQ3…→IRQ7。如图6.3所示，IRQ2是扩展从8259A的中断请求线，因此，使系统的硬件中断变为15级。在计算机系统中为保持16级硬件中断，在BIOS中采用软件重定向的方法（IRQ2），保留其中断请求，保证系统的16级硬件中断。需要说明的是IRQ0系统时钟和IRQ8实时钟二者是有区别的。系统时钟是指由定时/计数器8253的0号通道产生的18.2次/s的时钟源，主要用于计算机系统的时间基准校正，而实时钟是由CMOS内部的计时电路产生的时间基准。

在PC机中，主8259A占用20H～21H两个端口地址，其IRQ0～IRQ7对应的中断类型为08H～0FH，从8259A占用端口地址A0H～A1H，IRQ8～IRQ15对应的中断类型为70H～77H。