核心中斷初始化分析

首先明確下概念:

      在Intel的文檔中,把中斷分為兩種.一種是異常,也叫同步同斷或者內部中斷.一種稱之為中斷,也叫異常中斷或者外部中斷.

　　同步中斷指的是由CPU控制單元產生,之所以稱之為同步,是因為只有一條指令執行完畢後才會發出中斷.例如除法運算中,除數為零的時候,就會產生一個異常

　　非同步中斷是由外部裝置按照CPU的時鐘隨機產生的.例如,網卡檢測到一個資料到來就會產生一個中斷.

在init/main.c中:

　　asmlinkage void __init start_kernel(void)

　　{

　　……

　　//設定系統規定的異常/中斷，內部中斷初始化

　　trap_init();

　　//設定外部IRQ中斷，外部中斷初始化

　　init_IRQ();

　　……

　　}

　　在start_kernel中,調用trap_init()來設定系統規定的異常與中斷,調用init_IRQ()來設定外部中斷.

　　void __init trap_init(void)

　　{

　　……

　　set_trap_gate(0,&divide_error);

　　set_intr_gate(1,&debug);

　　set_intr_gate(2,&nmi);

　　set_system_intr_gate(3, &int3); /* int3-5 can be called from all */

　　set_system_gate(4,&overflow);

　　set_system_gate(5,&bounds);

　　set_trap_gate(6,&invalid_op);

　　set_trap_gate(7,&device_not_available);

　　set_task_gate(8,GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);

　　set_trap_gate(9,&coprocessor_segment_overrun);

　　set_trap_gate(10,&invalid_TSS);

　　set_trap_gate(11,&segment_not_present);

　　set_trap_gate(12,&stack_segment);

　　set_trap_gate(13,&general_protection);

　　set_intr_gate(14,&page_fault);

　　set_trap_gate(15,&spurious_interrupt_bug);

　　set_trap_gate(16,&coprocessor_error);

　　set_trap_gate(17,&alignment_check);

　　#ifdef CONFIG_X86_MCE

　　set_trap_gate(18,&machine_check);

　　#endif

　　set_trap_gate(19,&simd_coprocessor_error);

　　set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call);           //系統調用

　　……

　　}

　　如上所示,設定了0~19的中斷/例外處理常式,這些都是intel所規定的,除些之後設定了系統調用入口(使用者空間的 int SYSCALL_VECTOR )

　　那, set_trap_gate()/set_intr_gate()/set_system_gata()都有一些什麼樣的區別呢?繼續看代碼:

　　void set_intr_gate(unsigned int n, void *addr)

　　{

　　_set_gate(idt_table+n,14,0,addr,__KERNEL_CS);

　　}

　　static inline void set_system_intr_gate(unsigned int n, void *addr)

　　{

　　_set_gate(idt_table+n, 14, 3, addr, __KERNEL_CS);

　　}

　　void __init set_trap_gate(unsigned int n, void *addr)

　　{

　　_set_gate(idt_table+n,15,0,addr,__KERNEL_CS);

　　}

　　void __init set_system_gate(unsigned int n, void *addr)

　　{

　　_set_gate(idt_table+n,15,3,addr,__KERNEL_CS);

　　}

　　都是通過統一的介面_set_gate().在i386中,這段代碼是用嵌入式彙編完成的,如下所示:

　　#define _set_gate(gate_addr,type,dpl,addr,seg)

　　do {

　　int __d0, __d1;

　　__asm__ __volatile__ ("movw %%dx,%%axnt"

　　"movw %4,%%dxnt"

　　"movl %%eax,%0nt"

　　"movl %%edx,%1"

　　:"=m" (*((long *) (gate_addr))),

　　"=m" (*(1+(long *) (gate_addr))), "=&a" (__d0), "=&d" (__d1)

　　:"i" ((short) (0x8000+(dpl<<13)+(type<<8))),

　　"3" ((char *) (addr)),"2" ((seg) << 16));

　　} while (0)

　　我們看可以看: _set_gate(gate_addr,type,dpl,addr,seg)中:

　　Gate_addr:相應IDT項的地址.type:設定IDT項的TYPE欄位, 15表示系統門,14表示中斷門.dpl:IDT項對應的DPL值,addr:中斷處理常式的地址,seg:IDT中對應項的段選擇符

　　由此可以看出,陷阱門與中斷門被鎖定在核心態(DPL為0),系統門可以從使用者態進入.那既然陷阱門與中斷門又有什麼區別呢?唯一的區別是,通過陷阱門不會改變FLAGES中的中斷標誌,不屏蔽外部中斷。但是中斷門就會改變,即會屏弊中斷

　　接下來看IRQ中斷的設定:

　　void __init init_IRQ(void)

　　{

　　int i;

　　//8259初始化

　　pre_intr_init_hook();

　　for (i = 0; i < (NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR); i++) {

　　//FIRST_EXTERNAL_VECTOR:第一個可用號,前面部份均為系統保留

　　int vector = FIRST_EXTERNAL_VECTOR + i;

　　if (i >= NR_IRQS)

　　break;

　　//跳過系統調用號

　　if (vector != SYSCALL_VECTOR)

　　set_intr_gate(vector, interrupt[i]);

　　}

　　……

　　……

　　}

 

舉例說明：在鍵盤中斷用陷井set_trap_gate(0x21,keyboard_interrupt),設定IRQ1作為鍵盤中斷。而不用set_intr_gate,這時因為如果在中斷處理的過程中中斷又來了的話，新的中斷還會被響應都存在緩衝區中，這是因為set_trap_intr不屏蔽外部中斷。

在串口初始化時：

void rs_init(void)
{
 set_intr_gate(0x24,rs1_interrupt);//設定IRQ4作為串口一的中斷
 set_intr_gate(0x23,rs2_interrupt);//設定IRQ3作為串口二的中斷
 init(tty_table[1].read_q.data);//初始化串口，設定傳輸速率，開啟發送保持空以外的所有中斷等。
 init(tty_table[2].read_q.data);
 outb(inb_p(0x21)&0xE7,0x21);//允許8259響應IRQ3、IRQ4
}

串口設定中斷時用set_intr_gate，屏蔽外部中斷