IDT与中断

最新推荐文章于 2023-06-13 07:27:06 发布

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#操作系统

本文详细介绍了保护模式下中断描述符表IDT的结构和作用，包括任务门、中断门、陷阱门和系统门四种类型。中断门和陷阱门的区别在于中断处理时是否关闭中断。IDT的定位由中断描述符表寄存器IDTR管理。中断和异常处理过程包括向量确定、有效性检查、特权级变化判断以及跳转到处理程序。

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1. IDT

在实地址模式中，CPU 把内存中从0 开始的1K 字节作为一个中断向量表。表中的每个表项占4 个字节，由两个字节的段基址和两个字节的偏移量组成，这样构成的地址便是相应中断处理程序的入口地址。在保护模式下，中断向量表中的表项由8 个字节组成，如图3.2 所示，中断向量表也改叫做中断描述符表IDT（Interrupt Descriptor Table）。其中的每个表项叫做一个门描述符（Gate Descriptor），“门”的含义是当中断发生时必须先通过这些门，然后才能进入相应的处理程序。

其中类型占3 位，表示门描述符的类型，这些描述符如下。

1．任务门（Task gate）
其类型码为101，门中包含了一个进程的TSS 段选择符，但偏移量部分没有使用，因为TSS本身是作为一个段来对待的，因此，任务门不包含某一个入口函数的地址。TSS 是Intel 所提供的任务切换机制，但是 Linux 并没有采用任务门来进行任务切换。

2．中断门（Interrupt gate）
其类型码为110，中断门包含了一个中断或异常处理程序所在段的选择符和段内偏移量。当控制权通过中断门进入中断处理程序时，处理器清IF 标志，即关中断，以避免嵌套中断的发生。中断门中的DPL（Descriptor Privilege Level）为0，因此，用户态的进程不能访问Intel 的中断门。所有的中断处理程序都由中断门激活，并全部限制在内核态。

3．陷阱门（Trap gate）
其类型码为111，与中断门类似，其唯一的区别是，控制权通过陷阱门进入处理程序时维持IF 标志位不变，也就是说，不关中断。

4．系统（调用）门（System gate）
这是Linux 内核特别设置的，用来让用户态的进程访问Intel 的陷阱门，因此，门描述符的DPL 为3。通过系统门来激活4 个Linux 异常处理程序，它们的向量是3、4、5 及128，也就是说，