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    引言：

 

 

保护模式下的8259A芯片编程及中断处理探究(下)
简介

本篇是独立的，当然，如果你阅读了上篇，那么对于理解本篇中所描述的内容无疑是有巨大帮助的。 【相关文章:浅谈如何利用PB实现树型列表动态半透明提】

在上篇中，我们详细讲述了保护模式下对于中断的基本原理已及对可编程中断控制器8259a的编程方法。如果说上一篇更偏重有原理及特定的硬件编程方法，那么本篇就会偏软一点，将详细描述怎样编写操作系统中的中断处理程序，并将通过pyos进行验证。在此篇中，你将会详细了解到操作系统是怎样处理中断的，中断处理程序是怎样编写的，操作系统又是怎样调用中断处理程序的。希望本篇可以使你对上述问题有个比较清晰的认识。 【扩展阅读:浅谈如何利用PB实现树型列表动态半透明提】

再次声明：此文只是我在进行操作系统实验过程中的一点心得体会，记下来，避免自己忘记。对于其中可能出现的错误，欢迎你来信指证。 【扩展信息:浅谈如何利用PB实现树型列表动态半透明提】

pyos是一个实验性的架构系统，阅读本篇之后，你可以尝试着改动pyos中的中断处理部份，这样你将更可以详细而深入的理解多重中断，现场保护等内容，本篇在最后也将对于怎样进行这样的自我实验做些许描述。如果你在学习“操作系统”或“组成原理”的过程中，对于书中描述的内容感到不太直观，你可以试试用pyos去验证你所学习的知识。

 

一、操作系统中断服务概述

现代计算机如果从纯硬件角度，我个人更倾向于将它理解为是利用的一种所谓的“中断驱动”机制，就相当于我们常常津津乐道的windows的“消息驱动”机制一样。cpu在正常情况下按顺序执行程序，一旦有外部中断到来，cpu将会中断现行程序的运行，转到中断服务程序进行中断处理，当中断处理完成之后，cpu再回到原来执行程序被中断的地方继续执行，并等待下一个中断的来临。

cpu需要响应的中断有很多种，比如键盘中断、磁盘中断、cpu时钟中断等等，每种中断的功能都是不同的，而所需要的中断服务程序也是不同的，cpu又是怎么识别这种种不同的中断的呢？

 

二、中断描述符表及中断描述符

在上一篇中，我们知道了cpu是通过给这些不同的中断分配不同的中断号来识别的。一种中断就对应一个中断号，而一个中断号就对应一个中断服务程序，这样，当有中断到来的时候，cpu就会识别出这个中断的中断号，并将这个中断号作为一个索引，在一张表中查找此索引号对应的一个入口地址，而这个入口地址就是中断服务程序的入口地址，cpu取得入口地址后，就跳转到这个地址所指示的程序处运行中断服务程序。

这张存放不同中断服务程序的表在系统中常常称为“中断向量表”。在保护模式下也常常称为“中断描述符表”（idt），这个表中的每一项就是一个中断描述符，每一个中断描述符都包含中一个中断服务程序的地址，cpu通过将中断号做为索引值取得的就是这样一个“中断描述符”，通过“中断描述符”，cpu就可以得到中断服务程序的地址了，下面，我们就来看看中断描述符的结构：

(图一)

上图就是一个“中断描述符”的结构，其中p位是存在为，置1的时候就是这个描符述可以被使用；dpl是特权级，可以指定为0~3中的一级；保留位是留给inter将来用的，在现阶段，我们只需要简单的将其置零就可以；偏移量总共是32位，它表示一个中断服务程序在内存中的位置。由于保护模式下，内存的寻址是由段选择符与偏移量指定的，所以在中断描述符中也分别设定了段选择符与偏移量位，他们共同决定了一个中断服务程序在内存中的位置。（有关保护模式下内存的寻址方面的描述，可以参考«操作系统引导探究»一文。）

在前面我们描述了，一个中断描述符是放在一张中断描述符表中的，而中断号就是中断描述符在中断描述符表中的索引或说下标。那么系统又怎么知道中断描述符表是放在什么地方的呢？这在系统中是通过一个称之为“中断描述符表寄存器”（idtr）实现的，这个寄存器中就存放了“中断描述符表”在内存中的地址。下面，我们也来看看这个寄存器的结构：

(图二)

下面，我们可以比较完整的来欣赏一下cpu处理中断的流程：

(图三)

 

三、pyos中的中断系统实验

下面，我们将以pyos做为例子，用它来实验操作系统中中断系统的实现。
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