Oponašanje Linusa Torvaldsa: Stvorite vlastiti operativni sustav od 0 (V)

U ovom petom dijelu vidjet ćemo tablicu koja je prilično slična GDT-u i u teoriji i u uporabi, pozivamo se na IDT. IDT je ​​kratica Tabela opisa prekida y je tablica koja se koristi za obradu nastalih prekida. Na primjer, netko napravi podjelu s 0, poziva se funkcija zadužena za obradu. Te su funkcije ISR (Rutine usluga prekida). Pa kreirajmo IDT i dodajte malo ISR-a.

Prvo ćemo proglasiti strukture koje odgovaraju IDT-u:

struct Entry{
uint16_t base_low;
uint16_t sel;
uint8_t always0;
uint8_t flags;
uint16_t base_high;
} __attribute__((packed));
struct Ptr{
uint16_t limit;
uint32_t base;
} __attribute__((packed));


Kao što se može vidjeti ako ga usporedite s GDT-om, Ptr struktura je identična, a Entry je prilično slična. Stoga su funkcije stavljanja unosa (SetGate) i instalacije (Install) vrlo slične.

void ND::IDT::SetGate(uint8_t num,uint32_t base,uint16_t sel, uint8_t flags)
{
idt[num].base_low=(base & 0xFFFF);
idt[num].base_high=(base >> 16) & 0xFFFF;
idt[num].sel=sel;
idt[num].always0=0;
idt[num].flags=flags;
}


Instalirati:

idtptr.limit=(sizeof(struct ND::IDT::Entry)*256)-1;
idtptr.base=(uint32_t)&idt;
ND::Memory::Set(&idt,0,sizeof(struct ND::IDT::Entry)*256);
ND::IDT::Flush();

Ako pogledamo, vidjet ćemo da funkcija instalacije koristi funkciju ND :: Memory :: Set koju smo deklarirali u drugom postu. Također možemo vidjeti kako još ne upućujemo pozive SetGateu i pozivamo ND :: IDT :: Flush, za ovu funkciju ponovno koristimo asm volatile izraz:

asm volatile("lidtl (idtptr)");


Ako sve bude u redu i napravimo estetski aranžman, to bi trebalo izgledati ovako:

U redu, sada ćemo početi puniti IDT prekidima. Ovdje ću stvoriti samo jedan, ali za ostalo bi bilo isto. Idem napraviti podjelu s nulom. Kao što dobro znate u matematici, broj se ne može podijeliti s 0. Ako se to dogodi u procesoru, generira se iznimka jer se ne može nastaviti. U IDT-u prvi prekid na popisu (0) odgovara ovom događaju.

Ovo dodajemo između postavke memorije i ispiranja unutar funkcije Instaliranje IDT-a:

ND::IDT::SetGate(0,(unsigned)ND::ISR::ISR1,0x08,0x8E);

Funkcija povratnog poziva bit će ND :: ISR :: ISR1 što je vrlo jednostavno, iako moramo koristiti ASM:

void ND::ISR::ISR1()
{
asm volatile(
"cli \n"
"pushl 0 \n"
"pushl 0 \n"
"jmp ND_ISR_Common \n"
);
}


ND_ISR_Common definirat ćemo je kao funkciju na jeziku C. Za spremanje datoteka i poboljšanje čitljivosti možemo koristiti eksterni «C» {}:

extern "C"
void ND_ISR_Common()
{
asm volatile(
"pusha \n"
"push %ds \n"
"push %es \n"
"push %fs \n"
"push %gs \n"
"movw $0x10, %ax \n"
"movw %ax, %ds \n"
"movw %ax, %es \n"
"movw %ax, %fs \n"
"movw %ax, %gs \n"
"movl %esp, %eax \n"
"push %eax \n"
"movl $ND_ISR_Handler, %eax \n"
"call *%eax \n"
"popl %eax \n"
"popl %ds \n"
"popl %es \n"
"popl %fs \n"
"popl %gs \n"
"popa \n"
"addl 8, %esp \n"
"iret \n"
);
}


Ovaj kôd u ASM-u može biti pomalo teško razumjeti, ali to je zato što ćemo proglasiti strukturu u C-u za pristup podacima generiranim prekidom. Očito, ako to niste željeli, možete jednostavno nazvati Kernel Panic u ND :: ISR :: ISR1 ili nešto slično. Struktura ima takav oblik da:

struct regs{
uint32_t ds;
uint32_t edi, esi, ebp, esp, ebx, edx, ecx, eax;
uint32_t int_no, err_code;
uint32_t eip, cs, eflags, useresp, ss;
};

I na kraju napravimo funkciju ND_ISR_Handler (također s C vezom) u kojoj pokazujemo paniku kernela i mali opis pogreške prema onoj koju imamo na popisu pogrešaka.

extern "C"
void ND_ISR_Handler(struct regs *r)
{
if(r->int_no < 32) { ND::Panic::Show(exception_messages[r->int_no]);
for(;;);
}
}


Dobro, a time se već možemo nositi s tim prekidom. S ostalim prekidima dogodilo bi se slično, osim što postoje neki koji vraćaju parametre, a mi bismo za dobivanje koristili reg strukturu. Međutim, možda se pitate kako znamo znamo li to doista. Da bismo testirali radi li, uvest ćemo jednostavni redak nakon ND :: IDT :: Install ():

int sum=10/0;

Ako kompajliramo, dat će nam upozorenje i ako ga pokušamo izvršiti, dobit ćemo lijep zaslon:

I ovim završava ovaj post, mislim da je jedan od najopsežnijih, ali prilično funkcionalan.