中斷向量

中斷(interrupt)被定義為一個事件，該事件改變處理器執(zhí)行的指令順序，這樣的事件與CPU芯片內(nèi)外部硬件電路產(chǎn)生的電信號相對應(yīng)。中斷通常分為同步(synchronous)中斷和異步(asynchronous)中斷。

同步中斷指的是當指令執(zhí)行時由CPU控制單元產(chǎn)生的，之所以稱為同步，是因為只有在一條指令終止執(zhí)行后CPU才會發(fā)出中斷。

異步中斷是由其他硬件設(shè)備依照CPU時鐘信號隨機產(chǎn)生的。

在Intel處理器中，同步中斷被稱為異常，異步中斷被稱為中斷。

異常(同步中斷)

當CPU執(zhí)行指令時探測到一個異常，會產(chǎn)生一個處理器探測異常(processor-detected exception)，可以進一步區(qū)分，這取決于CPU控制單元產(chǎn)生異常時保存在內(nèi)核堆棧eip寄存器的值。

故障

故障(fault)，通?？梢约m正，一旦糾正，程序就可以重新開始，保存在eip寄存器中的值是引起故障的指令地址。

陷阱

陷阱(trap)在陷阱指令執(zhí)行后立即報告，內(nèi)核把控制權(quán)煩給程序后就可以繼續(xù)它的執(zhí)行而不失連續(xù)性。保存在eip中的值是一個隨后要執(zhí)行的指令地址。陷阱的主要作用是為了調(diào)試程序。

異常終止

異常中止(abort)，發(fā)生一個嚴重的錯誤，控制單元出了問題，不能在eip寄存器中保存引起異常的指令所在的確切位置。異常中止用于報告嚴重的錯誤，例如硬件故障或系統(tǒng)表中無效的值或者不一致的值。這種異常會強制中止進程。

編程異常(軟中斷)

編程異常(programmed exception)，在編程者發(fā)出的請求時發(fā)送，是由int或int3指令觸發(fā)的。

中斷(異步中斷)

非屏蔽中斷

非屏蔽中斷，有一些危險的事件才能引起非屏蔽中斷，例如硬件故障，非屏蔽中斷總是由CPU辨認。

屏蔽中斷

可屏蔽中斷，I/O設(shè)備發(fā)出的所有中斷請求(IRQ)都產(chǎn)生可屏蔽中斷，一個屏蔽的中斷只要還是屏蔽的，控制單元就可以忽略它。

中斷描述符表

IDT

IDTR 中斷描述符表寄存器，通過IDTR找到中斷描述符表。

每個表項有8個字節(jié)組成。里面有段選擇符和偏移等信息。

段選擇符呢就要找全局描述符表(GDT)和局部描述符表(LDT)，GDT和LDT有段的信息。分別用GDTR和LDTR找到它們。

中斷描述符里每個表項叫做門描述符，類型分別為任務(wù)門、中斷門、陷阱門和系統(tǒng)門。

1. 任務(wù)們：Linux 并沒有采用任務(wù)門來進行任務(wù)切換。

2. 中斷門：當控制權(quán)通過中斷門進入中斷處理程序時，處理器清 IF 標志，即關(guān)中斷。避免嵌套中斷的發(fā)生。DPL=0

3. 陷阱門：控制權(quán)通過陷阱門進入處理程序時 維持 IF 標志位不變，也就是說，不關(guān)中斷。DPL=0

4. 系統(tǒng)門：這是 Linux 內(nèi)核特別設(shè)置的，用來讓用戶態(tài)的進程訪問 Intel 的陷阱門，因此，門描述 符的 DPL 為 3。通過系統(tǒng)門來激活 4 個 Linux 異常處理程序，它們的向量是 3、4、5 及 128， 也就是說，在用戶態(tài)下，可以使用 int3、into、bound 及 int0x80 四條匯編指令。

TR

補充：

任務(wù)寄存器TR

TR用于尋址一個特殊的任務(wù)狀態(tài)段(Task State Segment，TSS)。TSS中包含著當前執(zhí)行任務(wù)的重要信息。

TR寄存器用于存放當前任務(wù)TSS段的16位段選擇符、32位基地址、16位段長度和描述符屬性值。它引用GDT表中的一個TSS類型的描述符。

指令LTR和STR分別用于加載和保存TR寄存器的段選擇符部分。

當使用LTR指令把選擇符加載進任務(wù)寄存器時，TSS描述符中的段基地址、段限長度以及描述符屬性會被自動加載到任務(wù)寄存器中。當執(zhí)行任務(wù)切換時，處理器會把新任務(wù)的TSS的段選擇符和段描述符自動加載進任務(wù)寄存器TR中。