读书笔记《30天自制操作系统》day06

1. 鼠标及键盘的响应功能，因为用到中断所以必须自32位保护模式下设置GDT和IDT，以前在asmhead中设置时用汇编代码设置，现在用C操作。

2. GDT，IDT的补充知识，图片来自赵炯博士linux0.11内核分析书
（1）实模式下寻址方式是：物理地址=段值*16+偏移地址
（2）保护模式下也是用（段值：偏移量）形式表示地址，但是段与以前的段是不一样的，实模式下的段值仍可以看做是一个地址，但保护模式下段值只是一个索引。
（3）保护模式下有全局段表位置保存在GDTR这个新寄存器中，每个表项就是一个段描述符（图六），这是个描述段信息的结构，保存段索引的寄存器叫段选择子，它其实就是一个寄存器但有图五所描述的结构。

图一：新的寄存器们

图二：保护模式下的寻址，分段情况和分段分页情况

图三：段选择子选择GDT与LDT关系

图四：GDT与LDT关系

图五：段选择子（段选择符）TI标记位功能见图三

图六：全局段描述符GDT

struct SEGMENT_DESCRIPTOR{short limit_low,base_low;char limit_high,base_high;};

图七：LDT，IDT结构

struct GATE_DESCRIPTOR{short offset_low,selector;char dw_count,access_right;short offset_high;};

 

图八：IDT原理

图九：GDT与IDT关系

3. gdt和idt初始化C代码

 

void init_gdtide(){sturct SEGMENT_DESCRIPTOR* gdt = (sturct SEGMENT_DESCRIPTOR*)0x00270000;//gdt表的首位到0x0027ffff结束struct GATE_DESCRIPTOR* idt=(struct GATE_DESCRIPTOR*)0x0026f800;//idt表的首位到0x0026ffff结束int i;for(i=0;i<8192;i++)//段选择子用12位表示段值，故最大8192{set_segmdesc(gdt+i,0,0,0);//全部初始化为0}//0号段保留NULL Descriptionset_segmdesc(gdt+1,0xffffffff,0x00000000,0x4092);//os数据段set_segmdesc(gdt+2,0x0007ffff,0x00280000,0x409a);//os代码段，bootback.c在这里load_gdtr(0xfff,0x00270000);//将GDT表首地址加载到GDTRfor(i=0;i<256;i++){set_gatedesc(idt+i,0,0,0);}load_idtr(0x7ff,0x0026f800);return ;}/** 设置GDT* sd：GDT表首址* limit：段限长 * base:段指向代码或数据段地址* ar:段管理属性00000000(0x00)：未使用的记录表*10010010(0x92)：os用，可读写段，不可执行，ring0*10011010(0x9a)：os用，可执行段，可读不可写，ring0*11110010(0xf2)：app用，可读写，不可执行，ring3*11111010(0xfa)：app用，可执行，可读不可写，ring3*/void set_segmdesc(struct SEGMENT_DESCRIPTOR* sd,unsigned int limit,int base,int ar){if(limit>=0xffff){ar!=0x8000;limit/=0x1000;}sd->limit_low = limit&0xffff;sd->base_low = base&0xffff;sd->base_mid = (base>>16)&0xff;sd->access_right = ar&0xff;sd->limit_high = ((limit>>16)&0x0f)|((ar>>8)&0xf0);sd->base_high = (base>>24)&0xff;return;}void set_gatedesc(struct GATE_DESCRIPTOR* gd,int offset,int selector,int ar){gd->offset_low = offset&0xffff;gd->selector = selector;gd->dw_count = (ar>>8)&0xff;gd->access_right = ar&0xff;gd->offset_high = (offset>>16)&0xffff;return ;}

4. PIC的初始化，计算机上有两个PIC，从PIC连到了主PIC的IRQ2引脚，PIC的初始化一般使用都是固定的，对于PIC来说，PIC是外部设备所以cpu使用out指令将设置外设信息写到外设对应寄存器里就可以了。
PIC的寄存器们：（1）IMR是中断屏蔽寄存器，该寄存器为8位，每个PIC都有，如果某一位设置为1则表示PIC忽略该路中断信号。（2）ICW是初始化控制数据，ICW有四个ICW1与ICW4寄存器保存的数据是固定的。ICW3是主从连接设定其实也是固定的从PIC是连着主PIC的IRQ2引脚所以值为00000100。ICW2是我们需要设定的表示IRQ以哪一号中断通知CPU。

 

void init_pic(){io_out8(PIC0_IMR,0xff);//禁止所有中断io_out8(PIC1_IMR,0xff);io_out8(PIC0_ICW1,0X11);//固定io_out8(PIC0_ICW2,0X20);//IRQ1~7中断信号由INT20~27发出io_out8(PIC0_ICW3,1<<2);//固定io_out8(PIC0_ICW4,0X01);//固定io_out8(PIC1_ICW1,0X11);//固定io_out8(PIC1_ICW2,0X28);//IRQ8~15中断信号由INT28~2f发出io_out8(PIC1_ICW3,2);//固定io_out8(PIC1_ICW4,0X01);//固定io_out8(PIC0_IMR,0Xfb);io_out8(PIC1_IMR,0xff);return;}

5. 鼠标连接到了IRQ12上其中断响应号为0x2c，键盘是IRQ1中断响应号是0x21 。中断处理代码执行结束后应调用IRETD，该指令需要使用汇编编写，并且在处理中断时需要保存寄存器值，并在结束后恢复，所以调用C语言编写的中断处理程序代码要包装一下。

    extern _inthandler21_asm_inthadler21:    push es    push ds    pushad    mov eax,esp    push eax    mov ax,ss    mov ds,ax    mov es,ax    call _inthandler21    pop eax    popad    pop ds    pop es    iretd

 

void inthandler21(int* esp){//...}

6. IDT的设置如下

set_gatedesc(idt+0x21,(int)asm_inthandler21,2*8,AR_INTGATE32);

上述代码中中断代码的偏移量由asm_inthandler21指出，而所在段为2号，而二号端是GDT中指出的

set_segmdesc(gdt+1,0xffffffff,0x00000000,0x4092);/*系统专用，不可执行，可读写数据段*/set_segmdesc(gdt+2,0x0007ffff,0x00280000,0x409a);/*系统专用，可执行，只读代码段*/

可执行代码段2中保存了bootpack.c代码，在asmhead.nas中将bootpack.c代码memcpy到了0x00280000这里

BOTPAKEQU0x00280000MOVESI,bootpackMOVEDI,BOTPAKMOVECX,512*1024/4CALLmemcpy

同样在asmhead.nas中有，跳入HairMain的代码，也是跳到2段中

JMP     DWORD 2*8:0x0000001b

这样当产生键盘中断时能调用inthandler21函数了。