在中断处理程序返回后，程序计数器会去哪里？

Question

你好，我想知道当程序从中断服务例程返回时，程序计数器会去哪里？我知道当中断事件发生时，PC会被推入堆栈中。但是下一个地址还是刚执行的那个地址会被推入堆栈中呢？

first instruction;
interrupt event here;
go inside the ISR;
exit ISR;
second instruction;

或者

first instruction;
interrupt event here;
go inside the ISR
exit ISR;
first instruction;

我是说，PC指向的是ISR进入之前执行的指令，还是它会跳转到下一条指令（在从ISR返回后）？希望你能理解我的意思。

- Radoslaw Krasimirow

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这与C语言有什么关系？ - OldProgrammer

CPU会推送下一条指令的返回地址，该指令应在函数调用后执行。或者说：将程序计数器推入堆栈并将其增加一条指令。 - Lundin

这主要取决于具体的中断/异常类型。例如：陷阱/系统调用/软件中断显然会推送下一条指令的地址，但是页故障/TLB失效异常会推送有问题的指令的地址以便重试。 - ninjalj

另一个中断返回到第一条指令的情况可能发生在X86重复指令序列中，如 | rep movsb |，但这是因为PC直到重复指令序列完成之前都不会被推进。中断将在当前重复序列的迭代完成后发生（寄存器在中断发生之前更新）。 - rcgldr

Answer 1

由于在CPU处于精确固定状态之前无法处理中断，因此如果中断在指令执行的中间被引发，则跳转到中断向量过程将在指令执行完成后发生。

因此，当从中断过程返回时，PC将指向第一个指令后面的指令。

first instruction fetch (PC is updated meanwhile)
first instruction decode
interrupt is raised
first instruction execution
** now and only now the CPU checks for a possible interrupt **
interrupt is present, pushing PC on stack and other things
jump to interrupt address
execution of interrupt
return from interrupt (pop of PC and other things)
second instruction fetch 
...

- Jack

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不是关于上面问题的，但我有一个疑问： 在设置中断器期间，程序计数器寄存器被推送到监管员堆栈上，因此当中断例程完成时，RTI指令知道处理器应处于什么状态以恢复执行中断代码？ - Nagesh Mhapadi

Answer 2

当一条指令正在执行时，程序计数器会保留下一条要执行的指令的地址。当发生中断时，处理器会执行以下操作：

• 暂停正在执行的程序并保存其上下文。这意味着它会保存下一条要执行的指令的地址，即程序计数器的值和其他相关数据。
• 使用中断处理程序例程的起始地址更新程序计数器。

当中断处理程序例程完成后，CPU可以在中断点恢复程序的执行。

中断发生在指令处，完成后用户程序从指令继续执行。

- haccks

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请注意，有时下一条指令是相同的指令（但具有不同的寄存器值），例如序列 | rep movsb |。 - rcgldr

Answer 3

中断的确切行为是硬件特定的，但CPU将简单地等待直到first_instruction完成。之后，它将把CPU状态推入堆栈（或以其他方式保存）并启动ISR。这意味着您的ISR不会立即执行 - 存在微小延迟，这可能成为硬实时应用程序中的问题。

- ezaquarii

Answer 4

有两种类型的中断： a）软件中断- 由于程序（例如Divide 2 number）中执行指令（第i个指令）期间出现诸如除以零之类的严重问题而引起。

CPU如何处理这种情况？ 非常类似于Java中的异常。 在这种情况下，立即处理中断请求（当前第i个指令没有完成）。 将当前PC值（指向第i+1个指令的地址）保存在某个位置。 处理中断，服务中断后，返回执行除法程序以完成i+1 th指令和其余指令。

b）硬件中断-当键盘（例如）或其他硬件输入到达时，处理器正在运行程序。

CPU如何处理这种情况？ 在这种情况下，CPU不会立即服务中断请求。它首先完成当前第i个指令的执行，并将PC当前值（指向第i+1个指令的地址）保存在某个位置。 然后它侦听该中断，完成它，然后回到旧的程序指令i+1。

- Deen John

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似乎有第三种中断 - (c) 故障，例如页面故障，在其中断处理程序可以尝试修复问题，然后返回以重新尝试第i条指令。 - David Cary