توسعه سیستم عامل – طراحی IDT, IRQ و ISR

اگر یادتون باشه، مدتهای پیش، یک سری مقاله نوشتم، که آخرین مقاله این بود. توی حدود چهار تا مقاله، بررسی کردیم چطور میتونیم یه سیستم عامل ساده و ۱۶ بیتی بنویسیم. اونقدری نگذشت که تصمیم گرفتم برنامه نویسی رو به C تعمیم بدم و سپس NanOS رو بعنوان نسخه اولیه نوشتم، تجربه جالبی بود چون یه درایور ساده کارت گرافیک و کیبرد داشت و چند تا پیام میتونست نشون کاربر بده. اونقدری نگذشت که یه تجمعی به اسم «بنیاد نانو» درست کردیم که NanOS رو توضیح بدیم. NanOS الان سه تا چیزی رو داره که خیلی جالبن : IDT, IRQ  و ISR .

برای این که ببینیم اینها چی به چین، اگر توی داس اسمبلی نوشته باشید، احتمالا برای چاپ رشته و کرکتر و خوندنشون این عدد و این عملگر رو دیدید :

کد   
int 21h

خب همونطور که توی مقالات قبلی هم گفتم، int اینجا به معنای «عدد صحیح» نیست، بلکه به معنای «وقفه» است. وقفه های سخت افزاری و نرم افزاری که تا الان استفاده کردیم چه کار میکردن؟ عملکرد پردازنده رو متوقف میکنن و میگن که یه کار جدید انجام بده (به ساده ترین زبان ممکن!). خیلی راحت بگم فرض کنید توی یک کلاس دارید درس میدید (عمل جاری) ، یک نفر در میزنه و شما کار درس دادن رو متوقف میکنید و اینجاست که وقفه اجرا میشه (عمل جدید). خب IDT چیه؟ IDT مخفف Interrupt Descriptor Table ــه که به معنای «جدول توضیح وقفه ها» ست. این جدول، یک ساختمان داده‌ست که توش توضیح میدیم پردازنده چه جوابی باید به وقفه هایی که بهش وارد میشه بده. در این بین یه IRQ یا Interrupt Request داریم که درخواست دهنده وقفه هاست. درخواست دهنده وقفه، توی خود پردازنده وجود داره، و ما برای استفاده ازش باید براش کد بزنیم. کار IRQ چیه؟ این که نسبت به وقفه ها واکنش نشون بده و سیگنال های مربوطه رو بفرسته. سپس، با استفاده از هندل کننده وقفه ها جواب وقفه ها رو بسنجه، یا برنامه ای رو متوقف کنه و به برنامه جدید اجازه اجرا بده.

خب، در نهایت باید Interrupt Service Routine یا ISR داشته باشیم. ISR کارش کلا اینه که بیاد و چک کنه که وقفه درست انجام شده یا نه، بعدش، بیاد و یک مقدار منطقی به ما بده، که بفهمیم وقفه درست انجام شده یا نه.

بعنوان یک جمع بندی نهایی، میشه گفت که ما اول باید بگیم چه وقفه هایی داریم و هرکدوم چه میکنه (IDT) ، بعد همه اینا رو با یک قطعه خاص تست کنیم (IRQ) و نهایتا با یک نرم افزار از درست کار کردن وقفه هامون مطمئن شیم (ISR). کاربرد این قضیه چیه؟ فرض کنیم سیستم عامل تا حدی پیشرفت کرد و تونست برنامه اجرا کنه، با استفاده از جدول و هندل کننده های وقفه ها، میتونیم برای سیستم عامل خودمون یه اسمبلر طراحی کنیم، کامپایلر ها رو روش بیاریم و برنامه هایی که دسترسی سطح پایین میخواند رو اجرا کنیم.

موفق باشید :)

FacebookTwitterGoogle+Share

گسترش Makefile ها – استفاده از متغیر در Makefile

توی این پست بود که تصمیم گرفتم در مورد نوشتن Makefile توضیح بدم. اما قضیه نوشتن میک فایل، به اون چیزی که اونجا مطرح کردیم محدود نمیشه. میتونیم توی Makefile هامون تعدادی متغیر داشته باشیم. متغیر میتونه کامپایلرمون، ورودی ها و خروجی هاش رو مشخص کنه. حتی سوییچ هایی که برای کامپایل کردن برنامه نیاز داریم میتونیم توی Makefile قرار بدیم. بسیار خوب، خود میک یه دستور echo هم داره که میتونیم برای چاپ پیام ازش استفاده کنیم (به جای استفاده از echo بش). حالا سوال پیش میاد که چطور از این دستور ها و قابلیت ها استفاده میکنیم؟

این خط رو در نظر بگیرید :

کد   
gcc -std=c99 main.c mpc.c -ledit -lm -o main -Wincompatible-pointer-types

الان ما میتونیم هرچی که با L شروع میشه رو توی یک متغیر بریزیم، std رو هم همینطور و همچنین incompatible-pointer-types رو. اینطوری چه سودی بهمون میرسه؟ یک میک فایل تر و تمیز خواهیم داشت. پس به این شکل توی میک فایلمون درش میاریم :

کد   
CC = gcc
STD = -std=c99
LINK = -ledit -lm
FLAGS = -Wincompatible-pointer-types

الان هرچی که لازم بود رو توی متغیرهامون گذاشتیم، ولی نوع استفاده از متغیر هم مهمه. همون کد بالا رو در نظر بگیرید، حالا میایم از متغیرها استفاده میکنیم و به چنین چیزی میرسیم:

کد   
$(CC) $(STD) main.c mpc.c $(LINK) -o main $(FLAGS)

دقت کنید که پرانتز هم برای صدا زدن متغیرها لازمه. الان ما یک میک فایل تر و تمیز داریم. کل میک فایلمون به این شکل در اومده الان :

کد   
CC = gcc
STD = -std=c99
LINK = -ledit -lm
FLAGS = -Wincompatible-pointer-types
all:
	$(CC) $(STD) main.c mpc.c $(LINK) -o main $(FLAGS)
 
clean:
	rm main

خب الان میخوایم یک پیام هم چاپ کنیم و به کاربر خوش آمد بگیم، یا بگیم که صبور باشه و بعد کامپایل شدن پیام کامپایل با موفقیت رو چاپ کنه! کافیه به این فرمت چیزی که میخوایم رو بنویسیم:

کد   
@echo "Compiling proccess may take a long time, please be patient"

و به این شکل پیامتون رو هرجا که دوست داشتید قرار بدید. البته Makefile های خیلی خیلی گسترده تر هم وجود دارند که به معنای واقعی میشه گفت یک کمپانی کامپایل هستند.

امیدوارم که این پست هم مفید واقع شده باشه، چون واقعا رفرنس برای نوشتن Makefile توی اینترنت نیست.

موفق و پیروز باشید :)

FacebookTwitterGoogle+Share