本文分析基于Linux 0.11內(nèi)核,轉載請標明出處 http://blog.csdn.net/yming0221/archive/2011/06/01/6459119.aspx
以下是硬件初始化函數(shù)
其中set_trap_gate是宏定義
定義如下
中斷描述符定義如下:
在實地址模式中, CPU 把內(nèi)存中從 0 開始的 1K 字節(jié)作為一個中斷向量表。表中的每個 表項占四個 字節(jié),由兩個字節(jié)的段地址和兩個字節(jié)的偏移量組成,這樣構成的地址便是相應中斷處理程序的入口地址。但是,在保護模式下,由四字節(jié)的表 項構成 的中斷向量 表顯然 滿足不了要求。這是因為, ? 除了兩個字節(jié)的段描述符,偏移量必用四字節(jié)來表示; ? 要有反映模式切換的信息。因此,在保護模式下,中斷向量表中的表項由 8 個字節(jié)組成,如圖 3.2 所示,中斷向量表也改叫做中斷描述符表 IDT ( Interrupt Descriptor Table )。其中的每個表項叫做一個門描述符( gate descriptor ),“門”的含義是當中斷發(fā)生時必須先通過這些門,然后才能進入相應的處理程序。
圖 3.2 門描述符的一般格式
其中類型占 3 位,表示門描述符的類型,主要門描述符是:
· 中斷門( Interrupt gate )
其類型碼為 110, 中斷門包含了一個中斷或異常處理程序所在段的選擇符和段內(nèi)偏移量。當控制權通過中斷門進入中斷處理程序時,處理器清 IF 標志,即關中斷,以避免嵌套中斷的發(fā)生。中斷門中的 DPL ( Descriptor Privilege Level )為 0 ,因此,用戶態(tài)的進程不能訪問 Intel 的中斷門。所有的中斷處理程序都由中斷門激活,并全部限制在內(nèi)核態(tài)。
· 陷阱門( Trap gate )
其類型碼為 111, 與中斷門類似,其唯一的區(qū)別是,控制權通過陷阱門進入處理程序時維持 IF 標志位不變,也就是說,不關中斷。
· 系統(tǒng)門( System gate )
這是 Linux 內(nèi)核特別設置的,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。
最后,在保護模式下,中斷描述符表在內(nèi)存的位置不再限于從地址 0 開始的地方,而是可以放在內(nèi)存的任何地方。為此, CPU 中增設了一個中斷描述符表寄存器 IDTR ,用來存放中斷描述符表在內(nèi)存的起始地址。中斷描述符表寄存器 IDTR 是一個 48 位的寄存器,其低 16 位保存中斷描述符表的大小,高 32 位保存 IDT 的基址,如圖 3.3 所示。
| 32位基地址|界限(16位) 共48位
圖3.3
其中的函數(shù)聲明
它們是通過匯編實現(xiàn)的/kernel/asm.s或/kernel/system_call.s
就拿divide_error函數(shù)來說明
asm.s中的匯編代碼:
堆棧使用情況如下圖
開始時,堆棧指針esp指向中斷返回地址的一欄(esp0),eip是指令寄存器,它的內(nèi)容就是下一條指令的地址。然后通過pushl,將C函數(shù)
入棧,此時棧頂指針指向esp1處,通過交換指令xchgl %eax,(%esp),將eax和esp地址的內(nèi)容(C函數(shù)地址)交換。而棧的大小沒有發(fā)生
改變。當有數(shù)據(jù)入棧,esp寄存器大小將相應的減小。
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