Обробка апаратних переривань
Відео: Лекція 8: Переривання
На апаратних платформах, підтримуваних Windows, зовнішні переривання введення-виведення надходять на одну з ліній контролера переривань. У свою чергу, контролер перериває роботу процесора по окремої лінії.
Як тільки робота процесора буде перервана, цей процесор вимагає від контролера запит переривання (Interrupt request, IRQ). Контролер переривань перетворює IRQ в номер переривання, використовує цей номер в якості індексу в структурі під назвою таблиця диспетчеризації переривань (Interrupt dispatch table, IDT) і передає управління відповідною процедурою обробки переривання. Під час завантаження системи Windows заповнює IDT покажчиками на процедури ядра, обробними кожне переривання і виключення.
Windows відображає апаратні IRQ-запити на номери переривань в IDT і також використовує IDT для настройки оброблювачів системних переривань для винятків. Наприклад, в системах x86 і x64 номер виключення для помилки відсутності сторінки (виключення, яке виникає, коли потік намагається звернутися до сторінці віртуальної пам`яті, яка не визначена або відсутня) має значення 0xe (14).
Відео: Програмування мікроконтролерів AVR. Урок 10. Таймери-лічильники. переривання
Таким чином, запис 0xe в IDT вказує на системний обробник помилки звернення до сторінки. Хоча архітектура, підтримувана Windows, допускає до 256 записів в IDT-таблиці, кількість IRQ-запитів, підтримуваних на конкретній машині, визначається конструкцією використовуваного контролера переривань.
Експеримент: перегляд IDT
Вміст IDT, включаючи інформацію про те, які обробники системних переривань призначені операційною системою Windows переривань (включаючи виключення і IRQ-запити), можна подивитися, використовуючи команду налагодження ядра! Idt. Команда! Idt без ключів показує спрощений висновок, який включає тільки зареєстровані апаратні переривання (і на 64-розрядних машинах обробники системних переривань процесора).
Відео: Лекція 340. Atmega8 переривання
У наступному прикладі показано, як виглядає висновок команди! Idt:
lkd>! idt
Dumping IDT:
00: fffff80001a7ec40 nt! KiDivideErrorFault
01: fffff80001a7ed40 nt! KiDebugTrapOrFault
02: fffff80001a7ef00 nt! KiNmiInterrupt Stack = 0xFFFFF80001865000
03: fffff80001a7f280 nt! KiBreakpointTrap
04: fffff80001a7f380 nt! KiOverflowTrap
05: fffff80001a7f480 nt! KiBoundFault
06: fffff80001a7f580 nt! KiInvalidOpcodeFault
07: fffff80001a7f7c0 nt! KiNpxNotAvailableFault
08: fffff80001a7f880 nt! KiDoubleFaultAbort Stack = 0xFFFFF80001863000
09: fffff80001a7f940 nt! KiNpxSegmentOverrunAbort
0a: fffff80001a7fa00 nt! KiInvalidTssFault
0b: fffff80001a7fac0 nt! KiSegmentNotPresentFault
0c: fffff80001a7fc00 nt! KiStackFault
0d: fffff80001a7fd40 nt! KiGeneralProtectionFault
0E: fffff80001a7fe80 nt! KiPageFault
10: fffff80001a80240 nt! KiFloatingErrorFault
11: fffff80001a803c0 nt! KiAlignmentFault
12: fffff80001a804c0 nt! KiMcheckAbort Stack = 0xFFFFF80001867000
13: fffff80001a80840 nt! KiXmmException
1f: fffff80001a5ec10 nt! KiApcInterrupt
2c: fffff80001a80a00 nt! KiRaiseAssertion
2d: fffff80001a80b00 nt! KiDebugServiceTrap
2f: fffff80001acd590 nt! KiDpcInterrupt
37: fffff8000201c090 hal! PicSpuriousService37 (KINTERRUPT fffff8000201c000)
3f: fffff8000201c130 hal! PicSpuriousService37 (KINTERRUPT fffff8000201c0a0)
51: fffffa80045babd0 dxgkrnl! DpiFdoLineInterruptRoutine (KINTERRUPT fffffa80045bab40)
52: fffffa80029f1390 USBPORT! USBPORT_InterruptService (KINTERRUPT fffffa80029f1300)
62: fffffa80029f15d0 USBPORT! USBPORT_InterruptService (KINTERRUPT fffffa80029f1540)
USBPORT! USBPORT_InterruptService (KINTERRUPT fffffa80029f1240)
72: fffffa80029f1e10 ataport! IdePortInterrupt (KINTERRUPT fffffa80029f1d80)
81: fffffa80045bae10 i8042prt! I8042KeyboardInterruptService (KINTERRUPT
fffffa80045bad80)
82: fffffa80029f1ed0 ataport! IdePortInterrupt (KINTERRUPT fffffa80029f1e40)
90: fffffa80045bad50 Vid + 0x7918 (KINTERRUPT fffffa80045bacc0)
91: fffffa80045baed0 i8042prt! I8042MouseInterruptService (KINTERRUPT fffffa80045bae40)
a0: fffffa80045bac90 vmbus! XPartPncIsr (KINTERRUPT fffffa80045bac00)
a2: fffffa80029f1210 sdbus! SdbusInterrupt (KINTERRUPT fffffa80029f1180)
rimmpx64 + 0x9FFC (KINTERRUPT fffffa80029f10c0)
rimspx64 + 0x7A14 (KINTERRUPT fffffa80029f1000)
rixdpx64 + 0x9C50 (KINTERRUPT fffffa80045baf00)
a3: fffffa80029f1510 USBPORT! USBPORT_InterruptService (KINTERRUPT fffffa80029f1480)
HDAudBus! HdaController :: Isr (KINTERRUPT fffffa80029f1c00)
a8: fffffa80029f1bd0 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f1b40)
a9: fffffa80029f1b10 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f1a80)
aa: fffffa80029f1a50 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f19c0)
ab: fffffa80029f1990 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f1900)
ac: fffffa80029f18d0 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f1840)
ad: fffffa80029f1810 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f1780)
ae: fffffa80029f1750 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f16c0)
af: fffffa80029f1690 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f1600)
b0: fffffa80029f1d50 NDIS! ndisMiniportMessageIsr (KINTERRUPT fffffa80029f1cc0)
b1: fffffa80029f1f90 ACPI! ACPIInterruptServiceRoutine (KINTERRUPT fffffa80029f1f00)
b3: fffffa80029f1450 USBPORT! USBPORT_InterruptService (KINTERRUPT fffffa80029f13c0)
c1: fffff8000201c3b0 hal! HalpBroadcastCallService (KINTERRUPT fffff8000201c320)
d1: fffff8000201c450 hal! HalpHpetClockInterrupt (KINTERRUPT fffff8000201c3c0)
d2: fffff8000201c4f0 hal! HalpHpetRolloverInterrupt (KINTERRUPT fffff8000201c460)
df: fffff8000201c310 hal! HalpApicRebootService (KINTERRUPT fffff8000201c280)
e1: fffff80001a8e1f0 nt! KiIpiInterrupt
e2: fffff8000201c270 hal! HalpDeferredRecoveryService (KINTERRUPT fffff8000201c1e0)
e3: fffff8000201c1d0 hal! HalpLocalApicErrorService (KINTERRUPT fffff8000201c140)
fd: fffff8000201c590 hal! HalpProfileInterrupt (KINTERRUPT fffff8000201c500)
fe: fffff8000201c630 hal! HalpPerfInterrupt (KINTERRUPT fffff8000201c5a0)
Відео: обробник переривань
На системі, що надала висновок для даного експерименту, ISR-процедура клавіатури в драйвері пристрою (I8042prt.sys) призначена переривання з номером 0x81. Можна також побачити, що як раніше було пояснено, переривання 0xe відповідає системної функції KiPageFault.
Кожен процесор має окрему IDT-таблицю, тому інші процесори, якщо потрібно, можуть запускати інші ISR-процедури. Наприклад, в мультипроцессорной системі переривання від годинника отримує кожен процесор, але тільки один процесор у відповідь на це переривання оновлює свідчення системних годин.
Проте все процесори використовують переривання для виміру кванта часу потоку і для ініціації перепланування після закінчення цього кванта.
Крім того, деякі настройки системи можуть вимагати обробку певних переривань від пристроїв конкретним процесором.
