使用无限循环时，x86中断处理程序被阻止

Posted 2021-04-21

我正在尝试学习x86汇编和c语言。现在我已经完成了一个简单的计时器和键盘中断。第一个可以每隔几个刻度打印一行，第二个可以打印你在键盘上按下的内容。代码就像：

timer.c中：

print();
return;

keyboard.c中：

print();
return;

main.c中：

while(1);

这两个处理程序都在IDT中。因此，当发生中断时，IF标志被清除。 CPU将忽略其他中断。初始化了main函数中的所有配置后，我用无限循环完成了它，就像：while(1)。好的，这很好，我可以在屏幕上看到这两个处理程序的工作原理。 但是，当我想使它成为嵌套中断时，我做了以下事情：

timer.c中：

sti();      //set IF to 1 to enable interrupt 
print();
while(1); // wait here to test if the keyboard interrupt can  occur
return;

keyboard.c中：

print();
return;

main.c中：

while(1);

接下来发生的事情真的让我感兴趣：使用Bochs，我可以看到我的程序只是在timer.c中执行while循环。此时，我检查了标志，它显示IF标志已经设置，但是当我尝试输入某个东西来测试另一个interrut时，它失败了。似乎所有的中断都被阻止或忽略了。

问题是，这两个循环之间的区别是什么，一个只是在中断处理程序中，我也不知道如何解决这个问题。我在我的vmware和virtualbox中仔细检查了我的代码，但结果是一样的。

我知道这个问题肯定发生在我遇到它之前，但是，我找不到任何与此问题有关的内容。

答案

通过在中断处理程序中启用中断，您不会仅启用“其他”中断，而是启用所有中断。包括定时器中断。 （这太笼统了，payne在评论中指出，在x86上可能有不同的IRQ信号源，特别是PIC / APIC芯片可以配置为优先于其他...不会改变任何关于re的原理-inrant IRQ处理，但您可以微调哪些IRQ具有优先级，这可能意味着如果您的配置阻止它，最终根本不需要重新进入锁定）

你的代码看起来不像是可重入的处理程序，所以如果这就是你的处理程序代码的完成方式，那么你的计时器会按照配置继续启动新的计时器中断，并且因为你在那里有sti，它们会不断重新进入处理程序代码，填充缓慢的堆栈空间，直到它会溢出（或环绕，我不确定你是否处于实际或保护模式，以及如何设置堆栈）。只有最后一个当然是在运行，休息是休眠的（永远，如果最后一个没有返回）。

长时间的中断处理程序通常是错误的代码体系结构的标志（针对最短的+最快的中断处理程序，通常只是用数据填充一些队列，在中断处理程序之外以异步方式处理）。但是如果你确实需要一个，并且你不能禁用其他中断，你必须将处理程序编写为可重入的中断。

Re-entrant timer interrupt handler
{
    if (locked) return;   // already handling previous IRQ
        // which means the new IRQ is **IGNORED**! (price for slow handler)
    locked = true;        // lock to prevent further re-entry
    sti();                //set IF to 1 to enable interrupts

    // do the slow stuff here (but not infinite loop of course!)

    // "print();" is not an excellent idea either, for interrupt handler
    // while(1); // this would never ever end at all, so NO.

    // slow stuff finished, ready for next request

    locked = false;       // allow next timer IRQ to process the slow stuff again
    return;
}

---

附录：还有一句话，可能是“显而易见的”，但只是为了确保清楚。单CPU内核只能在同一时刻运行指令的单个“线程”，即它在main中执行无限循环，或者它正在执行其中一个中断处理程序。当新的IRQ信号进入CPU并启用中断时，当前CPU状态存储在堆栈中（无论是在主，或定时器或键盘，无关紧要），CPU将切换到所需的中断处理程序。因此，如果你发出的IRQ比你的处理程序完成并返回到前面的代码更快，你将慢慢地用存储的CPU状态阻塞堆栈内存，它将永远不会返回到底部的原始线程（main内的无限循环）。

另一答案

定时器中断（IRQ0）优先于键盘中断（IRQ1）。

因此，即使您在定时器中断处理程序中一般启用中断（使用sti指令），主中断控制器（PIC）也只会启用更高优先级的中断，直到您的定时器/ IRQ0服务程序完成。

有关其他解释，请参阅：https://groups.google.com/forum/#!topic/comp.lang.asm.x86/7coo0px-BU4

对，就是这样。中断控制器（在这种情况下是主要的中断控制器）向CPU发出定时器中断信号将不会允许任何相等或更低优先级的中断，直到CPU通过EOI指令告知定时器中断已完成（outportb(0x20, 0x20) for主中断控制器）。

您可以从技术上向PIC发出EOI指令，告诉它已完成IRQ0的处理，但您可能会为一些非常混乱的场景和竞争条件设置自己。

让中断处理程序只处理它们的特定中断并保存相关状态会更加清晰。然后，让您的主程序监视您需要的序列（例如计时器，然后是键盘）