На аппаратных платформах, поддерживаемых Windows, внешние прерывания ввода-вывода поступают на одну из линий контроллера прерываний. В свою очередь, контроллер прерывает работу процессора по отдельной линии.
Как только работа процессора будет прервана, этот процессор требует от контроллера запрос прерывания (Interrupt request, IRQ). Контроллер прерываний превращает IRQ в номер прерывания, использует этот номер в качестве индекса в структуре под названием таблица диспетчеризации прерываний (Interrupt dispatch table, IDT) и передает управление соответствующей процедуре обработки прерывания. Во время загрузки системы Windows заполняет IDT указателями на процедуры ядра, обрабатывающими каждое прерывание и исключение.
Windows отображает аппаратные IRQ-запросы на номера прерываний в IDT и также использует IDT для настройки обработчиков системных прерываний для исключений. Например, в системах x86 и x64 номер исключения для ошибки отсутствия страницы (исключения, которое возникает, когда поток пытается обратиться к странице виртуальной памяти, которая не определена или отсутствует) имеет значение 0xe (14).
Таким образом, запись 0xe в IDT указывает на системный обработчик ошибки обращения к странице. Хотя архитектура, поддерживаемая Windows, допускает до 256 записей в IDT-таблице, количество IRQ-запросов, поддерживаемых на конкретной машине, определяется конструкцией используемого контроллера прерываний.
Эксперимент: просмотр IDT
Содержимое IDT, включая информацию о том, какие обработчики системных прерываний назначены операционной системой Windows прерываниям (включая исключения и IRQ-запросы), можно посмотреть, используя команду отладки ядра !idt. Команда !idt без ключей показывает упрощенный вывод, который включает только зарегистрированные аппаратные прерывания (и на 64-разрядных машинах обработчики системных прерываний процессора).
В следующем примере показано, как выглядит вывод команды !idt:
На системе, предоставившей вывод для данного эксперимента, ISR-процедура клавиатуры в драйвере устройства (I8042prt.sys) назначена прерыванию с номером 0x81. Можно также увидеть, что как ранее было объяснено, прерывание 0xe соответствует системной функции KiPageFault.
Каждый процессор имеет отдельную IDT-таблицу, поэтому другие процессоры, если нужно, могут запускать другие ISR-процедуры. Например, в мультипроцессорной системе прерывание от часов получает каждый процессор, но только один процессор в ответ на это прерывание обновляет показания системных часов.
Тем не менее все процессоры используют прерывание для замера кванта времени потока и для инициации перепланирования по истечении этого кванта.
Кроме того, некоторые настройки системы могут требовать обработку определенных прерываний от устройств конкретным процессором.