2 加快中断处理（harib04b）

程序做出来了，大家心情肯定很好，但其实这个程序里有一个问题，那就是字符显示的内容被放在了中断处理程序中。

所谓中断处理，基本上就是打断CPU本来的工作，加塞要求进行处理，所以必须完成得干净利索。而且中断处理进行期间，不再接受别的中断。所以如果处理键盘的中断速度太慢，就会出现鼠标的运动不连贯、不能从网上接收数据等情况，这都是我们不希望看到的。

另一方面，字符显示是要花大块时间来进行的处理。仅仅画一个字符，就要执行8×16=128次if语句，来判定是否要往VRAM里描画该像素。如果判定为描画该像素，还要执行内存写入指令。而且为确定具体往内存的哪个地方写，还要做很多地址计算。这些事情，在我们看来，或许只是一瞬间的事，但在计算机看来，可不是这样。

谁也不知道其他中断会在哪个瞬间到来。事实上，很可能在键盘输入的同时，就有数据正在从网上下载，而PIC正在等待键盘中断处理的结束。

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那该如何是好呢？结论很简单，就是先将按键的编码接收下来，保存到变量里，然后由HariMain偶尔去查看这个变量。如果发现有了数据，就把它显示出来。我们就这样试试吧。

int.c节选

struct KEYBUF {
    unsigned char data, flag;
};

#define PORT_KEYDAT      0x0060

struct KEYBUF keybuf;

void inthandler21(int ＊esp)
{
    unsigned char data;
    io_out8(PIC0_OCW2, 0x61);   /＊ 通知PIC IRQ-01已经受理完毕 ＊/
    data = io_in8(PORT_KEYDAT);
    if (keybuf.flag == 0) {
        keybuf.data = data;
        keybuf.flag = 1;
    }
    return;
}

我们先完成了上面的程序。考虑到键盘输入时需要缓冲区，我们定义了一个构造体，命名为keybuf。其中的flag变量用于表示这个缓冲区是否为空。如果flag是0，表示缓冲区为空；如果flag是1，就表示缓冲区中存有数据。那么，如果缓冲区中存有数据，而这时又来了一个中断，那该怎么办呢？这没办法，我们暂时不做任何处理，权且把这个数据扔掉。

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下面让我们看看bootpack.c的HariMain函数吧。我们对最后的io_halt里的无限循环进行了如下修改。

bootpack.c中HariMain函数的节选

for (; ; ) {
    io_cli();
    if (keybuf.flag == 0) {
        io_stihlt();
    } else {
        i = keybuf.data;
        keybuf.flag = 0;
        io_sti();
        sprintf(s, "%02X", i);
        boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 16, 15, 31);
        putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 16, COL8_FFFFFF, s);
    }
}

开始先用io_cli指令屏蔽中断。为什么这时要屏蔽中断呢？因为在执行其后的处理时，如果有中断进来，那可就乱套了。我们先将中断屏蔽掉，去看一看keybuf.flag的值是什么。

如果flag的值是0，就说明键还没有被按下，keybuf.data里没有值保存进来。在keybuf.data里有值被保存进来之前，我们无事可做，所以干脆就去执行io_hlt。但是，由于已经执行io_cli屏蔽了中断，如果就这样去执行HLT指令的话，即使有什么键被按下，程序也不会有任何反应。所以STI和HLT两个指令都要执行，而执行这两个指令的函数就是io_stihlt。执行HLT指令以后，如果收到了PIC的通知，CPU就会被唤醒。这样，CPU首先会去执行中断处理程序。中断处理程序执行完以后，又回到for语句的开头，再执行io_cli函数。

继续往后读程序，我们能找到else语句。它一定要跟在if语句后面，意思是说只有在if语句中的条件不满足时，才能执行else后面花括号中的语句。如果通过中断处理函数在keybuf.data里存入了按键编码，else语句就会被执行。先将这个键码（keybuf.data）值保存到变量i里，然后将flag置为0表示把键码值清为空，最后再通过io_sti语句开放中断。虽然如果在keybuf操作当中有中断进来会造成混乱，但现在keybuf.data的值已经保存完毕，再开放中断也就没关系了。最后，就可以在中断已经开放的情形下，优哉游哉地显示字符了。

回过头来看一看，可以发现，其实在屏蔽中断期间所做的处理非常少，中断处理程序本身做的事情也非常少，而这正是我们所期待的。真棒！如果我们坚持这么做，不但中断很少会被遗漏，而且最后完成的操作系统也会非常利索。

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我们赶紧来测试一下吧。运行“make run”。哦，像以前一样，能够顺利执行……但是，发生了一点儿小问题。请按下键盘的右Ctrl键看看。不管是按下，还是松开，屏幕上显示的都是“E0”。哎？我们再试试harib04a，看看情况如何。结果按下去时显示“1D”，松开时显示“9D”。怎么回事？与harib04a结果不一样就意味着哪儿出了问题。

通过查资料得知，当按下右Ctrl键时，会产生两个字节的键码值“E0 1D”，而松开这个键之后，会产生两个字节的键码值“E0 9D”。在一次产生两个字节键码值的情况下，因为键盘内部电路一次只能发送一个字节，所以一次按键就会产生两次中断，第一次中断时发送E0，第二次中断时发送1D。

在harib04a中，以上两次中断所发送的值都能收到，瞬间显示E0之后，紧接着又显示1D或是9D。而在harib04b中，HariMain函数在收到E0之前，又收到前一次按键产生的1D或者9D，而这个字节被舍弃了。

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这么一说，可能有人会觉得还是以前的harib04a更好。但是在harib04a中，键盘控制器（设备号码0x0060）是在“想去厕所，快要忍不住了”（=屏蔽中断的状态）的情况下，等待着程序的处理，才勉强得到这样看起来还不错的结果。但这对于硬件来讲，实在有点太勉为其难了。在harib04b程序中，硬件没有负担，不会憋得肚子疼，只是笔者这里写的程序还是不够好，好不容易接收到的数据，没能很好地利用起来。

所以，我们来修改一下程序，让它再聪明点儿。