《自己动手写操作系统》总结（下）

上次说到了 将控制权交给内核，接下来的工作都由内核来完成。从这里开始，就可以用C语言来写了。（为什么？我还是不明白）但并不是内核全用C写，它依旧需要一个用汇编写得开头，让loader跳入进来。

跳进来后需要立即做一件事：切换堆栈。因为原来的堆栈在内存中的位置是在loader中，而将来loader是会被我们覆盖的，所以必须切换。设好堆栈也是调用C函数的前提条件。这里说一下，所谓的堆栈只是一段连续的内存，你分配好内存后，只要将这段内存的最高地址赋给ESP（还有段寄存器SS也要相应处理），那这段内存就是当前所用的堆栈了。

接着要切换GDT，就是把就的GDT复制到自己希望的内存地址中，可以用C语言完成。注意! 在使用 C 代码的时候一定要保证 ds, es, ss 这几个段寄存器的值是一样的，因为编译器默认它们是一样的。（这里又想到了平坦内存模型的问题。这种模型有什么优势或者好处？对于系统保护有什么意义？问题还有好多）把GDT放在什么位置也是需要考虑的，因为这张GDT在今后一直需要用到，不能被其他内容所覆盖，所以需要考虑内存的布局。

接着是初始化中断处理，包括设置8259A和IDT。IDT有256项，但并不需要全部都初始化。接着就是中断处理函数（需要用汇编写，中间可以调用C函数）。好了之后加载IDT。这都挺简单的。这些好了之后，如果因为代码编写出现问题而导致异常，系统就不会自动崩溃，而是调用相应中断处理函数（我碰到的最多的就是＃GP，主要是跳转地址错误……尤其是中断返回的时候）。

接下来讲的是进程。感觉书中只是对进程在内核中的表现形式做了介绍。每个进程需要一个LDT来支持，这很简单，和GDT一样，就不多说了。重点主要是进程的中断和切换的原理。进程要能在被中断后恢复，就需要把在进程中断前一刻的所有寄存器值全保存下来，在恢复时只要把全部寄存器值还原，进程就可以像什么都没发生过一样继续运行。

如何保存？我们知道在中断发生时，会把返回地址和标志寄存器压栈，同时由于特权级转换，还会把原ss和esp压栈，然后切换堆栈（TSS）。所以需要模拟一个堆栈的数据结构（进程表），来存放所有寄存器的值（cs和eip是不能用push压栈的），然后在中断产生前，设置好TSS中的esp0值，指向该结构的顶端。中断程序中则push相应寄存器（由于目前esp是取得TSS中esp0的值，所以寄存器被压进了进程表中保存起来），然后切换到内核栈。

而切换进程则是在中断结束前，重新设置好esp0（指向目标进程表的顶端，为下次中断准备）和当前esp值（指向目标进程的进程表底端），然后恢复相应寄存器，中断返回即可，这样所有寄存器都被还原，esp也被切换到了目标进程运行时的堆栈。

这挺复杂的，需要多多体会。

有个问题是，上面的实现都必须要有特权级切换，才能切换堆栈，完成我们的任务。这是不是说不发生特权级切换的话就不能进  行进程切换的工作？还是有什么别的方法？

编写中断程序也是一件很艺术的事，说不清，需要多看代码，才能体会。其实对中断，我还有许多的不了解，比如中断重入。控制是否接收中断的条件有，1：eflags中的中断屏蔽标志位，用sti和cli控制，2：8259A中的EOI，3：8259A中的屏蔽寄存器。3不是在中断程序中控制的，不与讨论。中断发生后，我们需要重置EOI，才能使8259A继续接受后面的中断。8259A中还有一个寄存器，保存还未处理的中断。我还没看过详细的资料，所以接下来的纯属猜测。当有中断产生，8259A先看自己的中断屏蔽寄存器，如果中断没有被屏蔽，则放入中断服务寄存器。8259A会检查EOI位，如果是1则表示CPU正在处理中断，不做任何事情，如果为0且中断服务寄存器中有中断，则发送中断请求。而CPU会按照eflags的标志予以处理和抛弃。

进入中断后硬件会自动关闭中断标志，所以如果允许中断重入，需要sti。我们还需要重置EOI。这时8259A则同时会重置中断服务寄存器中相应的位，表示中断结束（EOI只有一位，而中断服务寄存器中有很多位，如何对应？猜测是自动复位最高优先级位）。

中断就此说完，接下去的内容我也没好好看过，所以暂时就不说了。下一篇文章介绍硬盘控制器编程^_^

至此，结束。

PS：有什么问题请留言，我会经常来看的 谢谢