12.3 中断服务、优先级、屏蔽与嵌套

第 12.2 节展示了处理器自动建立的 FLAGS、CS、IP 栈帧，但它还不足以保护完整程序状态。中断服务程序还可能改变前台程序希望保持一致的通用寄存器、段寄存器、设备状态和控制器状态。

保护被中断程序的状态约定

中断服务程序应有明确的保护约定（preservation contract）：凡是服务程序会修改的寄存器，除非接口明确约定用它返回结果，否则都必须先保存、后恢复。典型结构如下：

isr:
    PUSH AX
    PUSH BX
    PUSH DS
    ; 建立所需的段状态
    ; 应答或服务设备
    POP  DS
    POP  BX
    POP  AX
    IRET

寄存器按保存顺序的逆序恢复，因为栈采用后进先出规则。必须使用 IRET 而不是 RET，才能移除处理器自动建立的中断栈帧并恢复 FLAGS。若服务程序执行 STI、修改 DS 或调用其他过程，状态保护和栈深度分析也必须扩大。

缩短服务程序可以减少其他事件等待的时间。耗时计算通常可以推迟：服务程序只捕获数据或设置标志，前台代码随后再完成复杂工作。

控制下一个待处理请求

多个设备同时请求服务时，三个相关机制分别回答不同问题：

• 优先级（priority）从符合条件的请求中选出最重要的一个。

• 屏蔽（masking）让某个来源暂时失去被选择资格。

• 嵌套（nesting）允许一个服务程序被另一个已接收请求打断。

8086 进入中断时会清除 IF，因此可屏蔽中断默认不会立即嵌套。服务程序可以在保存易受影响的状态并配置好控制器后执行 STI，允许更高优先级请求抢占。每次嵌套都会在栈上增加一个自动中断帧和更多被保存寄存器。

清除 IF 这样的全局屏蔽（global mask）会在 CPU 处阻止所有 INTR 请求。控制器的逐来源屏蔽则可以阻止一个设备，同时让其他设备继续参与选择。两种机制都不能屏蔽 NMI。被屏蔽的待处理请求可能仍保存在控制器中，解除屏蔽后重新获得资格；屏蔽不一定等于删除事件。

不受控制的嵌套可能耗尽栈空间，或暴露只更新了一半的共享数据。安全设计必须说明哪些优先级可以抢占、何时重新置位 IF、每层使用多少栈空间，以及哪些数据需要临界区保护。

第 12.3 节说明了中断系统需要哪些策略。第 12.4 节将通过 8259 可编程中断控制器的具体寄存器和命令实现这些策略。