Cosa succede in una routine di servizio di interrupt?

Question

Qualcuno può spiegarmi cosa succede all'interno di una routine di servizio di interrupt (sebbene dipenda da una routine specifica, una spiegazione generale è sufficiente)? Questa è sempre stata una scatola nera per me.

Answer 1

C'è una buona pagina di Wikipedia su interrupt handlers.

"Un gestore di interrupt, noto anche come una routine di servizio di interruzione (ISR), è una subroutine richiamata in un sistema operativo o driver di periferica cui esecuzione è innescata dalla ricezione di un interrupt. Gestori di interrupt sono una moltitudine di funzioni, che variano in base al motivo per cui è stato generato l'interrupt e alla velocità con cui il gestore di interrupt completa il proprio compito. "

Fondamentalmente quando un pezzo di hardware (un interrupt hardware) o qualche task OS (interrupt software) deve eseguirlo, attiva un interrupt. Se questi interrupt non sono mascherati (ignorati), il sistema operativo interromperà ciò che sta facendo e invierà un codice speciale per gestire questo nuovo evento.

Un buon esempio è la lettura da un disco rigido. L'unità è lenta e non si desidera che il sistema operativo attenda il ritorno dei dati; vuoi che il sistema operativo vada a fare altre cose. Così si imposta il sistema in modo che quando il disco ha i dati richiesti, solleva un interrupt. Nella routine di servizio di interrupt per il disco, la CPU prenderà i dati che sono ora pronti e li restituirà al richiedente.

Gli ISR ​​devono spesso accadere rapidamente poiché l'hardware può disporre di un buffer limitato, che verrà sovrascritto dai nuovi dati se ora viene estratto abbastanza rapidamente. È inoltre importante completare rapidamente l'ISR mentre la CPU esegue la manutenzione di un ISR. Gli altri interrupt saranno mascherati, il che significa che se la CPU non riesce a raggiungerli abbastanza rapidamente i dati possono andare persi.

Answer 2

Il modo migliore per capire è di creare alcuni esempi minimi.

Minimal esempio 16 bit

Prima imparare a creare un sistema operativo bootloader minimal ed eseguirlo su QEMU e hardware reale come ho spiegato qui: https://stackoverflow.com/a/32483545/895245

Ora è possibile eseguire in 16 bit in modalità reale:

movw $handler0, 0x00 
    mov %cs, 0x02 
    movw $handler1, 0x04 
    mov %cs, 0x06 
    int $0 
    int $1 
    hlt 
handler0: 
    /* Do 0. */ 
    iret 
handler1: 
    /* Do 1. */ 
    iret 

Ciò farebbe in ordine:

• Do 0.
• Do 1.
• hlt: interrompere l'esecuzione di

Si noti come il processore cerca il primo gestore all'indirizzo 0, e la seconda a 4: che è una tabella di gestori chiamato il IVT, e ogni voce ha 4 byte.

Minimal example that does some IO per rendere visibili i gestori.

modalità protetta

moderni sistemi operativi eseguiti in modalità cosiddetta protetta.

La gestione ha più opzioni in questa modalità, quindi è più complessa, ma lo spirito è lo stesso.

Minimal example

Vedi anche

questione connessa: What does "int 0x80" mean in assembly code?