基础2：中断处理

响应中断是操作系统最重要的任务之一，所以要写操作系统，就要知道如何设置中断处理程序，以及中断处理程序的编写。

x86CPU在实模式下，中断是通过中断向量表来转发的，这个中断向量表是固定在物理地址0 - 3FF处。大致来说，就是x86CPU可以处理256个中断，每个中断的中断处理程序用四个字节表示，因此总共占用1K个字节。具体的细节就不再这里写了。这里主要是讲怎么进行中断处理。

第一步：

设置硬件，也就是设置8259中断控制器。在目前这一步，先不用设置，直接采用DOS的设置。

第二步：

设置中断处理程序。也就是用自己编写的程序来替换原来的中断处理程序。为此，要编写一个设置用的程序，这个程序使用汇编语言。

;	dword_t	Ivt_set(int id,dword_t	handle)
_Ivt_set:
	mov	bx, sp
	
	push	di
	mov	cx,[bx + 4];
	mov	di,[bx + 6];
	
	mov	ax,4
	mov	dx,[bx + 2];
	mul	dx;
	mov	bx,ax
	
	push	es
	push	0
	pop	es
	
	mov	ax,es:[bx    ]
	mov	dx,es:[bx + 2];
	cli
	mov	es:[bx],cx
	mov	es:[bx+2],di
	sti
	
	pop	es
	pop	di
	ret

这个程序比较简单，关键就是在于更换了ES寄存器

第三步：

编写具体的中断处理程序。

这里用时钟中断作为例子，编写中断处理程序要注意保存寄存器，在完成中断处理后，在用保存的值恢复寄存器。中断处理程序一般都是用汇编语言编写

_Irq_clock:
	push	ax
	push	bx
	push	cx
	push	dx
	push	si
	push	di
	push	es
	
	push	ds
	pop	es
	
	mov	al,020h 
	out	020h,al
	
	call	do_irq_clock
	
	pop	es
	pop	di
	pop	si
	pop	dx
	pop	cx
	pop	bx
	pop	ax
	iret

 

这里说明一下do_irq_clock，这是一个变量，里面保存有具体中断处理程序地址，这么做是为了方便的替换具体的处理程序。在需要替换中断处理程序时，用下面的程序

_Irq_clock_set:
    mov		bx,sp;
    mov		ax,do_irq_clock;
    mov		dx,[bx + 2];
    mov		do_irq_clock,dx
    ret

 

到这里，中断处理的几步就完成了。测试一下，

测试代码如下

volatile static uint32_t    ticks = 0;

void        Clk_msg(void)
{
    char    msg[40];
    sprintf(msg,"lenix ticks: %8ld",ticks);
    Con_write_string(50,0,msg);
}

void        Clk_do_clock(void)
{
    ticks++;
    
    Clk_msg();
    
}


void        Clk_initial(void)
{
    word_t  tcs;
    dword_t handle;
    ticks = 0;
    
    Irq_clock_set(Clk_do_clock);
    
    asm{
        mov ax,cs
        mov tcs,ax
    }
    
    handle = ((dword_t)tcs) * 0x10000 | (word_t)Irq_clock;
    
    Ivt_set(0x8,handle);
    
}

void main(void)
{
    Clk_initial();
    
    for(;;);    
}

 

这一段测试的主要在于程序执行后，进入死循环。由于时钟中断已经替换，因此在出现时钟中断时，就会在屏幕的右上角显示一个tick值，这个值记录了发生中断的次数。

运行截图：