[fW]中断处理函数数组interrupt[]初始化

中断处理函数数组interrupt[]初始化 2011-05-13 15:51:40

分类： LINUX

在系统初始化期间，trap_init()函数将对中断描述符表IDT进行第二次初始化（第一次只是建一张IDT表，让其指向ignore_intr函数），而在这次初始化期间，系统的0~19号中断（用于分NMI和异常的中断向量）均被设置好。与此同时，用于系统调用的0x80号向量也已被设置。

然而，对于外部中断的初始化 却没有在这个函数中进行。而是在函数init_IRQ中。

 

仔细想一想内核这样做，的确是使代码清晰又有条理。

1）trap_init -----> 内部中断异常和NMI（中断向量号：0~19）

2) init_IRQ   -----> 外部可屏蔽中断  （中断向量号：32~127，129~238）

 

在init_IRQ函数中，对IDT中断描述符表进行了第三次完善（把相应的外部中断对应的中断向量进行填充）

1. 410 for (i = 0; i < (NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR); i++) {
2. 411 int vector = FIRST_EXTERNAL_VECTOR + i;
3. 412 if (i >= NR_IRQS)
4. 413 break;
5. 414 if (vector != SYSCALL_VECTOR)
6. 415 set_intr_gate(vector, interrupt[i]);
7. 416 }

上述代码解释：

      FIRST_EXTERNAL_VECTOR =0x20;

　　http://lxr.linux.no/linux+v3.10/arch/x86/include/asm/irq_vectors.h#L35

      设置中断向量号32---NR_IRQS相应的中断处理程序地址为数组interrupt[i]的内容。（除去128号中断向量，已经这个向量号已经被用于系统调用)。

我们看一下interrupt数组的定义：这段程序时用汇编写的。

1. 540 .data
2. 541 ENTRY(interrupt)
3. 542 .text
4. 543
5. 544 vector=0
6. 545 ENTRY(irq_entries_start)
7. 546 RING0_INT_FRAME
8. 547 .rept NR_IRQS
9. 548 ALIGN
10. 549 .if vector
11. 550 CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -4
12. 551 .endif
13. 552 1: pushl $~(vector)
14. 553 CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4
15. 554 jmp common_interrupt
16. 555 .data
17. 556 .long 1b
18. 557 .text
19. 558 vector=vector+1
20. 559 .endr

上面的代码开起来很乱，我们整理一下，使其更加易读，但是又不失其本质。

1. .data
2. ENTRY(interrupt)
3. .long 1b //注意 如果把数据段放在这里那么1b要改为1f了，而且失去循环执行NR_IRQS次的功能。

//我们只能人为的把他们想象成被循环执行了NR_IRQS次 ：）

1. .text
2. vector=0
3. ENTRY(irq_entries_start)
4. .rept NR_IRQS
5. 1: pushl $~(vector)
6. jmp common_interrupt
7. vector=vector+1

我们把数据段放在一起，代码段放在一起。注意这里的代码段是用来初始化数据段的。

我们看到：interrupt作为一个内存标签，其内容为代码段标号1所表示的地址。同时我们也注意到这个interrupt数组的所有项的内容都是一样的：全部为“标号1”的符号地址。

每次外部中断来临时，硬件自动根据PIC或者APIC送出来的中断类型码（中断向量号）去查找中断描述符表的相应项，然后得到interrupt[n]的内容，继而转去执行标号1地址的代码，而标号1的代码仅将中断号取反后压入栈中，后立马跳到common_interupt标号处去执行。至于为什么要把中断向量号取反后压栈，则是由于内核用正的相应号去表示系统调用号，用负号来表示中断号。

细心的你有可能发现了一个问题：上述代码片段只是向interrupt表示的内存地址处存入大量重复的4字节数据，却没有象C语言定义数组那样定义interrupt[NR_IRQS-1]，那么set_intr_gate这样的函数是如何确切的指导interrupt是一个数组呢，而且数组的内容是函数指针？

例如：set_intr_gate(vector,interrupt[i]);是如何取interrupt[i]内容呢？

啰嗦了这么半天...

如下一个声明就搞定了。

extern void (*interrupt[NR_IRQS])(void);//函数指针数组

1. 566 common_interrupt:
2. 567 SAVE_ALL
3. 568 TRACE_IRQS_OFF
4. 569 movl %esp,%eax
5. 570 call do_IRQ
6. 571 jmp ret_from_intr
7. 572 CFI_ENDPROC

common_interrupt首先执行宏SAVE_ALL保存中断处理程序可能用到的寄存器（注意：cs eip ss esp由硬件自动保存）然后把栈顶指针传给eax寄存器后（eax寄存器内容将作为do_IRQ函数的参数）调用do_IRQ进行中断处理，返回后

执行ret_from_intr从中断返回。