实模式下的自定义 IRQ 处理程序

Question

我正在尝试在 64 位 Intel Atom 处理器 (x86_64) 上学习基本的操作系统开发。我无法让中断处理程序正常工作——我认为它没有在中断向量表中正确注册。

这是我加载到引导扇区的全部代码：

; The code in the boot sector of the disk is loaded by the BIOS at 0000:7c00 
mov ax, 0x07c0
mov ds, ax

; Set es register to 0x0000
xor ax, ax
mov es, ax

; Register IRQ 0x69 handler in the Interrupt Vector Table
cli
mov dx, int_prog
mov [es:0x69*4], dx
mov ax, cs
mov [es:0x69*4+2], ax
sti

; Call interrupt handler for IRQ 0x69
nop
int 0x69

; Busy loop to allow time for human to look at screen
hang:
    jmp hang

; Interrupt Handler
int_prog:
    pusha

    ; Print red 'A' to screen
    mov ax, 0xB800
    mov es, ax
    mov [es:0], word 0x441

    popa
    iret

; Pad with zeroes and add signature at end
times 510-($-$$) db 0
dw 0x55AA

我预计屏幕左角会出现一个红色的“A”，但什么也没有出现。在屏幕上打印红色“A”的部分在中断处理程序之外工作正常，所以这不是问题。

我只能假设处理器永远不会进入中断处理程序——但我明确地用int 0x69 调用它。

我的代码中是否缺少某种 x86 特定 设置？

Answer 1

我对你的org 感到困惑。如果你不说，Nasm 将默认为org 0。这与您加载ds 的方式一致。但是int_prog 将被评估为...一些小值，而不是 0x7C00 + 一些小值。您将cs 放在中断表地址的第二个字中。我们知道cs 是什么吗？ “可能”为零。您已将 ds 设置为 0x7C0。尝试在那里使用ds 而不是cs。或者，将整个操作设为org 0x7C00，并将ds 和es 设为零。 pusha 和 popa 不保留段寄存器。由于您在 ISR 中更改了 es，因此您可能还想保存和恢复它（尽管我认为目前这不是问题）。

好的，编辑：修正了“of”的拼写。而且...好吧，你的代码在哪里？在 0x7C00 - 这是您的 BIOS（或假 BIOS）加载它的位置。这可以作为段 0 偏移量 0x7C00 或段 0x7C0 偏移量 0 来解决。可以肯定的是，您已经跳转到 0:0x7C00，但 0x7C0:0 也可以，并且有传言说某个 Compaq 中的 BIOS Presario 模型就是这样做的。我们真的不应该指望它。

那么，您的中断服务例程的代码在哪里？在 0:0x7Cxx 或 0x7C0:xx。您想将其中一个段：偏移量组合放入您的中断向量表中（我们知道它在段 0 中 - 您完全正确地理解了该部分） Jesus Ramos 教授的建议是正确的，但他正在考虑稍后我们'已切换到保护模式。

因为您没有使用org 指令，Nasm 假定org 0，即它只将地址评估为文件偏移量。如果您说org 0x7C00 Nasm 会将地址评估为文件偏移量加上 0x7C00。这就是org 所做的。在您的情况下，Nasm 已将地址（地址的偏移部分）评估为“xx”......这就是您在 IVT 中输入的内容。因此，在 IVT（第二个词）的段部分中，您需要 0x7C0。 0:xx 不会找到您的代码。由于您已将已知值 0x7C0 放入 ds，因此效果很好。

如果我还没有回答你的问题，请再问...

Answer 2

在 x86 中，您需要设置中断描述符表才能使中断工作。看看https://github.com/jesus-ramos/not-a-good-os/tree/master/kernel，文件interupt.s 和desc_tables.c 将提供一些相关信息。这是我为教授 x86 和操作系统的基础知识而编写的一个小内核，因此您可以随意从中获取所需的任何内容。

基本上你需要设置 IDT（中断描述符表）。在此之前，您必须执行一系列指令来重新映射 IRQ 表（一些 outportb 指令具有正确的值），用值填充您的 IDT，最后发出 lidt 指令将您的描述符表加载到适当的位置。

在实模式下，IDT 位于地址0x0000 - 0x03FF 并由 4 个字节条目组成（不确定 64 位上是否有 8 个字节，但这意味着地址范围的上限是 2048 而不是 1024）。只需将您的实模式指针写入表中的正确条目（看起来就像您正在做的那样）。问题可能是由于使用dx 与edx 而放置了不正确的值