模擬Linus Torvalds：從0（V）創建您自己的操作系統

在第五部分中，我們將看到一個在理論上和使用上都與GDT非常相似的表格，我們將其稱為IDT。 IDT代表 中斷說明表 y是用於處理髮生的中斷的表。 例如，某人除以0，負責處理的函數被調用。 這些功能是ISR（中斷服務程序）。 因此，讓我們創建IDT並添加一些ISR。

首先，我們將聲明與IDT對應的結構：

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));


可以看出，如果將其與GDT進行比較，則Ptr的結構是相同的，而Entry則是非常相似的。 因此，放置條目（SetGate）和安裝（Install）的功能非常相似。

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;
}


安裝：

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();

如果我們看一下，將會看到install函數使用了我們在另一篇文章中聲明的ND :: Memory :: Set函數。 我們還可以看到如何尚未對SetGate進行任何調用，而我們調用ND :: IDT :: Flush，對於此函數，我們再次使用了asm volatile語句：

asm volatile("lidtl (idtptr)");


如果一切順利，我們進行了美學安排，則應如下所示：

好的，現在我們開始用中斷填充IDT。 在這裡，我將只創建一個，其餘的將是相同的。 我要除以零休息。 如您在數學中所知，數字不能除以0。如果在處理器中發生這種情況，則會生成一個異常，因為它無法繼續。 在IDT中，列表（0）中的第一個中斷對應於此事件。

我們將其添加到IDT的Install函數中的內存設置和刷新之間：

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

回調函數將是ND :: ISR :: ISR1，這很簡單，儘管我們必須使用ASM：

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


ND_ISR_Common我們將其定義為C語言函數，為保存文件並提高可讀性，我們可以使用extern«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"
);
}


ASM中的這段代碼可能有點難以理解，但這是因為我們將在C中聲明一個結構來訪問由中斷生成的數據。 顯然，如果您不想這樣做，則可以在ND :: ISR :: ISR1或類似的名稱中調用內核恐慌。 該結構具有以下形狀：

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;
};

最後，我們執行ND_ISR_Handler函數（也具有C鏈接），在該函數中，我們根據錯誤列表中的錯誤顯示了內核錯誤和對錯誤的簡短描述。

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


很好，有了這個，我們已經能夠處理這種中斷。 對於其餘的中斷，除了有一些返回參數，我們將使用reg結構來獲取它，否則會發生類似的情況。 但是，您可能想知道我們如何知道它是否真的有效。 為了測試它是否有效，我們將在ND :: IDT :: Install（）之後引入一個簡單的代碼行：

int sum=10/0;

如果我們編譯它會給我們一個警告，如果我們嘗試執行它會得到一個漂亮的屏幕：

到此為止，我認為這是最廣泛但功能齊全的文章之一。