Linux内核：中断 - IDT中断描述符表

如何设置IDT

IDT 中断描述符表定义

中断描述符表简单来说说是定义了发生中断/异常时，CPU按这张表中定义的行为来处理对应的中断/异常。

#define IDT_ENTRIES         256
gate_desc idt_table[IDT_ENTRIES] __page_aligned_bss;

从上面我们可以知道，其包含了256项，它是一个gate_desc的数据，其下标0-256就表示中断向量，gate_desc我们在下面马上介绍。

中断描述符项定义

• 当中断发生，cpu获取到中断向量后，查找IDT中断描述符表得到相应的中断描述符，再根据中断描述符记录的信息来作权限判断，运行级别转换，最终调用相应的中断处理程序；
• 这里涉及到Linux kernel的分段式内存管理，我们这里不详细展开，有兴趣的同学可以自行学习。如下简述之：

1. 我们知道CPU只认识逻辑地址，逻辑地址经分段处理转换成线性地址，线性地址经分页处理最终转换成物理地址，这样就可以从内存中读取了；
2. 逻辑地址你可以简单认为就是CPU执行代码时从CS(代码段寄存器) ： IP （指令计数寄存器）中加载的代码，实际上通过CS可以得到逻辑地址的基地址，再加上IP这个相对于基地址的偏移量，就得到真正的逻辑地址；
3. CS寄存器16位，它不会包含真正的基地址，它一般被称为段选择子，包括一个index索引，指向GDT或 LDT的一项；一个指示位，指示index索引是属于GDT还是LDT; 还有CPL, 表明当前代码运行权限；
4. GDT: 全局描述符表，每一项记录着相应的段基址，段大小，段的访问权限DPL等，到这里终于可以获取到段基地址了，再加上之前IP寄存器里存放的偏移量，真正的逻辑地址就有了。
5. 附上简图：

idt2.jpg

• 我们先看中断描述符的定义：

struct gate_struct {
  u16     offset_low;
  u16     segment;
  struct idt_bits bits;
  u16     offset_middle;
#ifdef CONFIG_X86_64
  u32     offset_high;
  u32     reserved;
#endif
} __attribute__((packed));

其中：

1. offset_high,offset_middle和offset_low合起来就是中断处理函数地址的偏移量；
2. segment就是相应的段选择子，根据它在GDT中查找可以最终获取到段基地址；
3. bits是该中断描述符的一些属性值：

struct idt_bits {
   u16     ist : 3,
           zero    : 5,
           type    : 5,
           dpl : 2,
           p   : 1;
} __attribute__((packed));

ist表示此中断处理函数是使用pre-cpu的中断栈，还是使用IST的中断栈;

type表示所中断是何种类型，目前有以下四种：

enum {
   GATE_INTERRUPT = 0xE, //中断门
   GATE_TRAP = 0xF, // 陷入门
   GATE_CALL = 0xC, // 调用门
   GATE_TASK = 0x5, // 任务门
};

门的概念这里主要用作权限控制，我们从一个区域进到另一个区域需要通过一扇门，有门禁权限才可以通过，因此 dpl就是这个权限，实际中我们