linux0.11学习笔记-技术铺垫-简单AB任务切换程序(4)-向现存写数据并响应时钟中断

上几节的介绍中，我们能够用bootloader加载32位代码，进入保护模式，并且跳转到了保护模式下的程序里，本篇我们实现在32位模式下完成写显存输出字符，并且在时钟中断中完成显示字符的程序。

此后的代码，我们会略去bootloader不说，只说明32位程序head.s

1. 看代码head.s

SCRN_SEL = 0x18

.globl startup_32
.text
startup_32:
movl $0x10,%eax
mov %ax,%ds
mov %ax,%es
mov %ax,%gs
mov %ax,%fs

lss init_stack,%esp

call setup_idt
call setup_gdt

# init again
movl $0x10,%eax
mov %ax,%ds
mov %ax,%es
mov %ax,%gs
mov %ax,%fs
lss init_stack,%esp

# setup timer & system call interrupt descriptors.
movl $0x00080000, %eax
movw $timer_interrupt, %ax
movw $0x8E00, %dx
movl $0x08, %ecx
lea idt(,%ecx,8), %esi
movl %eax,(%esi)
movl %edx,4(%esi)

sti

die:
jmp die

.align 2
ignore_int:
push %ds
pushl %eax
movl $0x10, %eax
mov %ax, %ds
mov $0x0c98, %ax /* print 'C' */
call write_char
popl %eax
pop %ds
iret

write_char:
push %gs
pushl %ebx

mov $SCRN_SEL,%ebx
mov %bx,%gs

mov src_loc,%bx
shl $1,%ebx
mov %ax,%gs:(%ebx)
shr $1,%ebx
incl %ebx
cmpl $2000,%ebx
jb 1f
movl $0,%ebx
1:
movl %ebx,src_loc

popl %ebx
pop %gs
ret

.align 2
timer_interrupt:
push %ds
pushl %edx
pushl %ecx
pushl %ebx
pushl %eax
movl $0x10, %eax
mov %ax, %ds
movb $0x20, %al
outb %al, $0x20

mov $0x0c61,%ax
call write_char

popl %eax
popl %ebx
popl %ecx
popl %edx
pop %ds
iret

setup_idt:
lea ignore_int,%edx
movl $0x00080000,%eax
movw %dx,%ax /* selector = 0x0008 = cs */
movw $0x8E00,%dx /* interrupt gate - dpl=0, present */
lea idt,%edi
mov $256,%ecx
rp_sidt:
movl %eax,(%edi)
movl %edx,4(%edi)
addl $8,%edi
dec %ecx
jne rp_sidt
lidt lidt_opcode
ret

setup_gdt:
lgdt lgdt_opcode
ret

.align 2
lidt_opcode:
.word 256*8-1
.long idt
lgdt_opcode:
.word (end_gdt-gdt)-1
.long gdt

src_loc:
.long 0

.align 2
idt:
.fill 256,8,0

gdt:
.quad 0x0000000000000000
.quad 0x00c09a00000007ff
.quad 0x00c09200000007ff
.quad 0x00c0920b80000002
end_gdt:

.fill 128,4,0
init_stack:
.long init_stack
.word 0x10
2. 代码分析

SCRN_SEL = 0x18

.globl startup_32
.text
startup_32:
movl $0x10,%eax
mov %ax,%ds
mov %ax,%es
mov %ax,%gs
mov %ax,%fs

lss init_stack,%esp

上边这些没啥好说的，设置环境，段寄存器和esp，为了后边的call指令和压栈等做准备。

call setup_idt
call setup_gdt

上边调用函数，设置了gdt全局描述符和idt中断描述符，gdt是保护模式下必须的，因为cs存储的正是这个表中的描述符；

如果要使用中断的话，idt也是必须的，中断服务程序需要idt指明。下面分析子程序。

setup_idt:
lea ignore_int,%edx
movl $0x00080000,%eax
movw %dx,%ax /* selector = 0x0008 = cs */
movw $0x8E00,%dx /* interrupt gate - dpl=0, present */
lea idt,%edi
mov $256,%ecx
rp_sidt:
movl %eax,(%edi)
movl %edx,4(%edi)
addl $8,%edi
dec %ecx
jne rp_sidt
lidt lidt_opcode
ret

以上代码大体意思是，把函数ignore_int这个默认中断服务的段和偏移信息，加载到256个中断描述符里，最后加载idt进寄存器。这样，系统所有的中断都会调用ignore_int这个函数来服务了。

setup_gdt:
lgdt lgdt_opcode
ret

直接加载gdt，没什么可说的。

.align 2
ignore_int:
push %ds
pushl %eax
movl $0x10, %eax
mov %ax, %ds
mov $0x0c98, %ax /* print 'C' */
call write_char
popl %eax
pop %ds
iret

ignore_int子程序默认的中断服务程序，首先保护了需要用到ds和eax寄存器，设置了ds段地址为系统数据段地址，调用了写字符子程序，显示字符C.


最后恢复现场，中断返回。


write_char:
push %gs
pushl %ebx

mov $SCRN_SEL,%ebx
mov %bx,%gs

mov src_loc,%bx
shl $1,%ebx
mov %ax,%gs:(%ebx)
shr $1,%ebx
incl %ebx
cmpl $2000,%ebx
jb 1f
movl $0,%ebx
1:
movl %ebx,src_loc

popl %ebx

pop %gs
ret

以上代码,首先保护现场，之后去视频显存段选择符，再取当前输出位置src_loc，因为一个字符需要显存两个字节来形容（属性，值），所以要左移一位，相当于乘以2(shl $1,%ebx)，之后把ax内容写进显存相应位置mov %ax,%gs:(%ebx)。同时保存了屏幕位置信息(movl %ebx,src_loc)。本函数实现了把参数ax中的内容，写进显存输出的功能。

src_loc:
.long 0

.align 2
idt:
.fill 256,8,0

gdt:
.quad 0x0000000000000000
.quad 0x00c09a00000007ff
.quad 0x00c09200000007ff
.quad 0x00c0920b80000002
end_gdt:

.fill 128,4,0
init_stack:
.long init_stack
.word 0x10

以上定义了系统用到的段和变量信息，不在详述。

movl $0x00080000, %eax
movw $timer_interrupt, %ax
movw $0x8E00, %dx
movl $0x08, %ecx
lea idt(,%ecx,8), %esi
movl %eax,(%esi)
movl %edx,4(%esi)

sti

以上代码实现了设置0x08号中断，即时钟中断的服务程序设置，跟ignore_int设置类型，填充段和服务函数偏移到idt描述符。

最后一句打开了中断，系统可以响应中断了。

3. 编译执行


过程不再详述，可参考前边的文章。直接看结果截图：




本文完.