Linux 内核中断初始化：揭秘中断描述符表的奥秘

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2023-09-22 14:44:13

Linux 0.11 内核源码分析：3. main 函数运行之初始化中断符表

在计算机系统中，中断是硬件设备或软件程序向 CPU 发出的一种信号，表示需要立即处理某个事件。中断符表 (IDT) 是操作系统维护的一组数据结构，用于定义如何响应不同的中断。它对于确保系统稳定和高效运行至关重要。

在 Linux 0.11 内核中，IDT 初始化是系统启动过程中至关重要的一步。本文将深入剖析 Linux 0.11 内核源码，揭示 IDT 初始化的奥秘，探索它的重要性和工作原理。

认识中断描述符表

IDT 是一个数组，其中每个条目称为中断描述符。每个中断描述符包含有关特定中断的信息，例如它的处理程序地址、处理程序类型和特权级别。当发生中断时，CPU 将根据中断号索引到 IDT 中，并执行相应的中断处理程序。

Linux 0.11 中的 IDT 初始化

在 Linux 0.11 内核中，IDT 初始化由以下步骤组成：

分配内存： 内核为 IDT 分配内存，大小为 256 个中断描述符（每个中断描述符 8 字节）。
设置中断门： 每个中断描述符都包含一个中断门，指定了中断处理程序的地址和类型。对于 Linux 0.11，内核设置了 256 个中断门，覆盖了所有可能的硬件中断。
加载 IDTR： 内核将 IDT 的基地址和大小加载到 IDTR 寄存器中。这使 CPU 能够在发生中断时找到 IDT。
启用中断： 内核通过设置 EFLAGS 寄存器的 IF 位来启用中断。这允许 CPU 响应中断请求。

剖析 IDT 初始化代码

以下代码摘自 Linux 0.11 内核源码，展示了 IDT 初始化过程：

void idt_init()
{
    unsigned long idt_ptr[2];

    // 分配内存
    idt = (struct desc_struct *)vmalloc(sizeof(struct desc_struct) * 256);

    // 设置中断门
    set_intr_gate(0, idt + 0, 0x08, 0x00);
    ...  // 为所有中断设置门

    // 加载 IDTR
    idt_ptr[0] = sizeof(struct desc_struct) * 256 - 1;
    idt_ptr[1] = (unsigned long)idt;
    load_idt(idt_ptr);

    // 启用中断
    __asm__ __volatile__("sti");
}