操作系统开发系列—13.b.进程之丰富中断处理程序
首先打开时钟中断:
out_byte(INT_M_CTLMASK, 0xFE); // Master 8259, OCW1.
out_byte(INT_S_CTLMASK, 0xFF); // Slave 8259, OCW1.
为了让时钟中断可以不停地发生而不是只发生一次,还需要设置EOI:
hwint00: ; Interrupt routine for irq 0 (the clock).
mov al, EOI ; `. reenable
out INT_M_CTL, al ; / master 8259
iretd
运行后发现结果和原来没有任何区别,因为我们只是可以继续接受中断而已,其余并没有做什么。
中断现在已经被打开,于是就存在ring0和ring1之间频繁的切换。两个层级之间的切换包含两方面,一是代码的跳转,还有一个不容忽视的方面,就是堆栈也在切换。
代码如下:
hwint00: ; Interrupt routine for irq 0 (the clock).
sub esp,4
pushad ; `.
push ds ; |
push es ; | 保存原寄存器值
push fs ; |
push gs ; /
mov dx, ss
mov ds, dx
mov es, dx inc byte [gs:0] ; 改变屏幕第 0 行, 第 0 列的字符 mov al, EOI ; `. reenable
out INT_M_CTL, al ; / master 8259 lea eax, [esp + P_STACKTOP]
mov dword [tss + TSS3_S_SP0], eax pop gs ; `.
pop fs ; |
pop es ; | 恢复原寄存器值
pop ds ; |
popad ; /
add esp,4 iretd
你可以看到,sub/add esp这两句代码实际上是跳过了4字节,结合进程表的定义知道,被跳过的这4字节实际上就是那个retaddr,我们还是先不管这个值。
我们曾经提到过内核栈的问题,如今这个问题真的出现了。现在esp指向的是进程表,如果此时我们要执行复杂的进程调度程序呢?最简单的例子是如果我们想调用一个函数,这时一定会用到堆栈操作,那么我们的进程表立刻会被破坏掉。所以我们需要切换堆栈,将esp指向另外的位置。
hwint00: ; Interrupt routine for irq 0 (the clock).
sub esp, 4
pushad ; `.
push ds ; |
push es ; | 保存原寄存器值
push fs ; |
push gs ; /
mov dx, ss
mov ds, dx
mov es, dx mov esp, StackTop ; 切到内核栈 inc byte [gs:0] ; 改变屏幕第 0 行, 第 0 列的字符 mov al, EOI ; `. reenable
out INT_M_CTL, al ; / master 8259 mov esp, [p_proc_ready] ; 离开内核栈 lea eax, [esp + P_STACKTOP]
mov dword [tss + TSS3_S_SP0], eax pop gs ; `.
pop fs ; |
pop es ; | 恢复原寄存器值
pop ds ; |
popad ; /
add esp, 4 iretd
切到内核栈和重新将esp切到进程表都很简单,一个mov语句就够了,但是它却非常关键。如果没有这个简单的mov,随着中断例程越来越大,出错的时候,你可能都不知道错在哪里。
在这里我们尽可能地把代码放在使用内核栈的过程中来执行,只留下跳回进程所必需的代码。我们在这里试一下,把这段打印字符的代码替换成使用DispStr这个函数:
extern disp_str [SECTION .data]
clock_int_msg db "^", 0 hwint00: ; Interrupt routine for irq 0 (the clock).
sub esp, 4
pushad ; `.
push ds ; |
push es ; | 保存原寄存器值
push fs ; |
push gs ; /
mov dx, ss
mov ds, dx
mov es, dx mov esp, StackTop ; 切到内核栈 inc byte [gs:0] ; 改变屏幕第 0 行, 第 0 列的字符 mov al, EOI ; `. reenable
out INT_M_CTL, al ; / master 8259 push clock_int_msg
call disp_str
add esp, 4 mov esp, [p_proc_ready] ; 离开内核栈 lea eax, [esp + P_STACKTOP]
mov dword [tss + TSS3_S_SP0], eax pop gs ; `.
pop fs ; |
pop es ; | 恢复原寄存器值
pop ds ; |
popad ; /
add esp, 4 iretd
运行结果如下,我们看到不断出现的字符“^”,说明函数disp_str运行正常,而且没有影响到中断处理的其他部分以及进程A,之所以在两次字符A的打印中间有多个“^”,是因为我们的进程执行体中加入了delay()函数,在此函数的执行过程中发生了多次中断:
【源码】
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