上一篇文章我們模擬操作系統的加載器程序，使用匯編語言實現了一個程序加載器：點擊鏈接查看上一篇文章：程序加載器的實現原理

本篇文章，是實模式學習的結尾。在經過了那么多坎坷，終于學完了8086的實模式！！！最重要的是本篇文章沒有匯編代碼，只講原理~~ 今天的內容比較簡單，學習一下中斷的原理-包括硬中斷和軟中斷。主要理解以下內容：

• 硬中斷的工作原理
• 軟中斷的工作原理
• 中斷向量表

1、硬中斷

硬中斷一般是外部硬件中斷-就是從處理器外部來的中斷信號。

當外部設備發生錯誤或者有數據要傳送時，或者處理器交給它的任務處理完了，它都會向處理器發送信號，高速處理器。

如下圖，外部硬件中斷是通過兩個信號線引入處理器內部的。這兩根線的名字恩別叫做NMI和INTR

當一個中斷發生時，處理器將會通過中斷引腳NMI和INTR得到通知。除此之外，處理器還需要知道發生了什么，以便采取適當的處理措施。

每種類型的中斷都被統一編號，這稱為中斷類型號、中斷向量或者中斷號。

1.1 非屏蔽中斷（不可屏蔽中斷）

NMI接收的是不可屏蔽中斷。

不可屏蔽中斷的中斷號統一為2（因為所有不可屏蔽中斷都幾乎是致命的無法解決，所以處理器干脆不處理的，統一將他們的中斷號令為2，處理器接收到2號中斷時直接放棄繼續正常工作，也不會試圖糾正已經發生的錯誤。）。

1.2 可屏蔽中斷

和NMI不同，INTR一般接收的是可屏蔽中斷。大多數的中斷也是可屏蔽中斷。

INTR接收可屏蔽中斷。

Intel處理器允許有256個中斷。中斷號是0~255。如下圖是一個中斷控制器，它管理傳送來的中斷信號，決定是否將中斷傳送給CPU。

以上兩個8259芯片負責15個中斷號的管理。注意這里為什么是15個而不是256個呢？其實是每次它管理的中斷號不一樣的，這一次可能管理的是10-25號，下次可能管理的是其他的號。

那么在哪里屏蔽中斷或者不屏蔽中斷呢？實際上有兩個位置，一個是8259內部，一個是處理器內部。

**8259內部：**在8259內部有一個中斷屏蔽寄存器，這是個8位寄存器，對應著該芯片的8個輸入引腳，對應的位是0還是1決定了該引腳輸入的中斷是否能通過8259芯片。0表示允許 1表示阻斷

**處理器內部：**除了要看8259內部，最終還要看處理器。處理器內部的標志寄存器FLAGS有一個標志IF。這是中斷標志。當IF為0時所有從INTR來的中斷都被忽略。當IF為1時處理器可以接收和相應中斷。

1.3、實模式下中斷向量表

所謂中斷處理，就是處理器要執行一段與該中斷有關系的程序（指令）。處理器可以識別256個中斷，那么理論上就需要256個中斷程序。

這些程序的實際位置并不重要，重要的是，在實模式中，處理器要求將它們的入口點（還記得程序的入口點么？不記得話看上一篇文章）集中存放到內存中的從物理地址0x00000處（0x0000:0x0000）到0x003ff處（0x0000:0x03ff）。共1KB的內存空間。這就是所謂的中斷向量表。

如下圖是實模式下的中斷向量表：

中斷信號來自哪個引腳，8259芯片是最清楚的，所以他會把相應的中斷號告訴處理器，處理器拿著這個中斷號，要順序做以下幾件事：

• 保護斷點的現場

  • 首先將FLAGS寄存器壓棧，然后清楚它的IF位（防止在中斷的時候被打斷，如果想要有嵌套中斷，可以在編寫中斷處理程序時適時使用sti指令開放中斷）
  • 然后依次將CS于IP寄存器壓棧

• 執行中斷處理程序

  • 由于處理器已經拿到了中斷號，它用中斷號乘以4（見上圖）就得到了該中斷的入口點的偏移地址和段地址
  • 接著將得到的段地址與偏移地址傳送給CS和IP

• 返回到斷點接著執行

  • 所有中斷的程序的最后是一條iret指令。這將導致處理器一次從棧中彈出IP CS FLAGS的原始內容，于是轉到主程序繼續執行
  • 由于中斷處理程序返回時已經將FLAGS內容恢復，所以IF標志位也恢復。也就是說可以接收新的中斷

2、軟中斷

和硬件中斷不同，軟中斷是處理器內部產生的。是由執行指令引起的。

軟中斷是由int指令引起的。這類中斷不需要中斷識別總線周期，中斷號在指令中給出。

更詳細的內容，可以見我另一篇博客：中斷的概念與意義

3、總結

今天學會了以下內容：

• 硬中斷
• 軟中斷
• 中斷向量表的概念與意義

筆記記得不是很全，如果有不懂的可以加我聯系方式一起交流。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【OS学习笔记】十一 实模式:中断-软中断和硬中断基本原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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