[嵌入式]操作系统真象还原第七章中断

中断

中断向量号是由外部设备8259A发给CPU的，我们要做的就是要让CPU能根据这个向量找到中断处理程序。

中断发生时，CPU会自动保存一部分的环境到栈中。

• 如果发生特权级转移，会把ss和esp保存到栈中

• 压入标志寄存器eflags

• 压入返回地址和eip

• 压入错误码 ， 没有则不压，但是我们为了方便处理，会手动压入0

  中断处理的框架

  中断处理其实就只需要搞定下面两件事，CPU就能工作了。

  1. 构造好IDT
  2. 提供中断向量号

在介绍中断执行过程时，先介绍一下中断描述符表：IDT，IDT存放在GDT中，是一个表，里面存的是相应下标的中断处理程序入口，在IDTR中存放着IDT表的地址。

下面我们看看中断执行的过程。

中断执行的过程

1. 外设发向量号给CPU
2. CPU访问idt表，得到对应的idt[vector],
3. 执行intr_entry_table[vector] ，保存上下文环境，调用中断处理程序：idt_table[vector * 4 ]

注意：idt存储在专用寄存器IDTR中，加载idt的指令为lidt

具体实现

这一章代码中，最具亮眼的应该就是创建intr_entry_table的那段宏了。

这段宏很好地利用了汇编器会将.text和.data节分开合并的原理，实现了每一个向量（下标）都对应了不同的中断处理程序入口。太妙了！

%macro VECTOR 2
section .text
intr%1entry:		 ; 每个中断处理程序都要压入中断向量号,所以一个中断类型一个中断处理程序，自己知道自己的中断向量号是多少

   %2				 ; 中断若有错误码会压在eip后面 
; 以下是保存上下文环境
   push ds
   push es
   push fs
   push gs
   pushad			 ; PUSHAD指令压入32位寄存器,其入栈顺序是: EAX,ECX,EDX,EBX,ESP,EBP,ESI,EDI

   ; 如果是从片上进入的中断,除了往从片上发送EOI外,还要往主片上发送EOI 
   mov al,0x20                   ; 中断结束命令EOI
   out 0xa0,al                   ; 向从片发送
   out 0x20,al                   ; 向主片发送

   push %1			 ; 不管idt_table中的目标程序是否需要参数,都一律压入中断向量号,调试时很方便
   call [idt_table + %1*4]       ; 调用idt_table中的C版本中断处理函数
   jmp intr_exit

section .data
   dd    intr%1entry	 ; 存储各个中断入口程序的地址，形成intr_entry_table数组
%endmacro

64位下的报错

作者书上写的是加fno-builtin(图1),我试过了但是会报“__stack_chk_fail_local”错误[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uiUUUAea-1631533710489)(imag/image-20210903180656600.png)]

? 所以我就去查了博客 改成了"-fno-stack-protector"就可以通过啦

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mjTAzHyP-1631533710492)(imag/image-20210903181137528.png)]

一些汇编的东西

1）set_mb(),mb(),barrier()函数追踪到底，就是__asm__ volatile("":::“memory”),而这行代码就是内存屏障。
2）__asm__用于指示编译器在此插入汇编语句
3）__volatile__用于告诉编译器，严禁将此处的汇编语句与其它的语句重组合优化。即：原原本本按原来的样子处理这这里的汇编。
4） memory强制gcc编译器假设RAM所有内存单元均被汇编指令修改，这样cpu中的registers和cache中已缓存的内存单元中的数据将作废。cpu将不得不在需要的时候重新读取内存中的数据。这就阻止了cpu又将registers，cache中的数据用于去优化指令，而避免去访问内存。
5）"":::表示这是个空指令。barrier()不用在此插入一条串行化汇编指令。在后文将讨论什么叫串行化指令。
6）asm,volatile,memory在前面已经解释