（编写内核）如何修改中断描述符表？

Question

我正在编写一个小内核，只是为了深入了解一些底层的东西。现在，它能够在虚拟盒子中启动，并且我可以向屏幕显示文本，分配一些内存以及其他非常基础的功能。这个内核是用C++和一些汇编语言编写的。

其中我想探索的之一就是多任务机制的原理。据我所知，它大致如下：

1. 内核初始化中断描述符表，以便定期发出中断（例如每毫秒）并调用内核中定义的例程。
2. 当调用该例程时，它可以决定将代码/数据段和堆栈指针设置为另一个程序上下文的值，即“上下文切换”。

因此，概念上似乎很简单，但我知道细节会非常复杂。我在网上找到了一些资料，但术语差异很大，而且示例似乎来自我没有的上下文（比如从Linux内核中）。

但是，设置描述符表的方法似乎是这样的：

1. 向PIC发送一些数据（例如`outb`等）进行初始化。
2. 在内存中准备一个中断表，其中包含指向要使用的例程的函数指针，同时确保这些函数能够成为信号处理程序。
3. 使用`lidt`加载该表。

但是，我找不到有关具体执行这些操作的信息，或者这是否正确。有没有资源可以提供给一个困惑的内核编写者呢？

- rovaughn

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有趣的问题，这里有一个很酷的社区：http://www.osdever.net/ 虽然它并没有直接回答你的问题，但是那里有一些有用的信息。 - Austin Henley

更好的社区（带有论坛和维基，以及在 IRC 频道 #[e-mail] 上的联系）可以在 osdev.org 找到。 - Griwes

Answer 1

当您的计算机启动时，BIOS以这样的方式编程PIC，即IRQ0到IRQ15绑定到int 8到int 0Fh和int 70h到int 77h。这对于BIOS操作和MSDOS运行的实模式来说是可以的。但是，当切换到保护模式时，您需要更改此映射，因为一些重要的异常在int 8到int 0Fh（尤其是#GP，#SS，#PF）上。您希望这样做，因为您希望能够轻松区分这些异常和来自计时器和实时时钟、键盘和鼠标、磁盘和I/O端口（串口和并口）的硬件中断。

这可能是您列出的第一步。因此，请在线查找“PIC中断重映射”或类似内容。同时，下载一些8259芯片（PIC）的规格说明，以便更好地了解您正在进行的操作及其实际工作原理。 “HelpPC”是一个包含有关各种PC硬件信息的良好参考资料。

还有“PCGPE”（PC游戏编程百科全书）和“RBIL”（Ralf Brown的中断列表），它们可能会很有帮助。

IVT / IDT设置在Intel和AMD CPU文档中有描述。所有内容都在那里。阅读起来可能不是很愉快，但最详细和权威的资料。

有许多自制操作系统爱好者等网站，您可以在这些网站上找到更多详细信息和代码片段。

- Alexey Frunze

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我之前确实看到过一些重映射代码。因此，我可能对保护模式和实模式的细节有所误解，但据我所知，内核在实模式下运行，但当用户程序运行时可以切换到保护模式。然而，在上下文切换时，它不是会切换到实模式吗？这是通过中断完成的，对吧？在受保护的程序运行之前，中断需要被重新映射一次吗？ - rovaughn

通常情况下，如果有任何开关，它都是从实模式到保护模式，并且只在内核启动时进行一次。 - Alexey Frunze