（六）中断处理过程

中断处理过程

• 中断源

• CPU与操作系统如果处理中断

• 能够对中断向量表( 中断描述符，简称IDT ) 进行初始化

一、中断源

• 中断Interrupts

  (外设)外部中断External(hardware generated) interrupts串口、硬盘、网卡、时钟、······

  (软中断,用在系统调用，应用程序通过软中断来获得操作系统提供的服务)软件产生的中断Software generated interrupts The Int n 指令, 通常用于系统调用

• 异常Exceptions

  程序错误

  软件产生的异常Software generated exceptions

  INTO, INT 3 and BOUND

  机器检查出的异常S

• 确定 中断服务例程(ISR)

  • 每个中断或异常与一个中断服务例程(ISR, Interrupt Server Routine) 关联，其关联关系 存储在 中断描述符表(IDT, interrupt Descriptor Table).

  • IDT 的 起始地址和大小 保存在中断描述符表 寄存器的 IDTR中

  • IDT表中的每一项称为中断门或陷阱门

  • CPU会根据中断号来查这个IDT到底属于哪一项，知道Index，找到中断门或陷阱门，从里面取出它的段选择址。以这个选择址作为index 进一步查找GDT(全局描述符表), GDT里存放段描述符(里面有一个基地址 Base address), Base address + offset = 相应的线性地址, 从而可以执行ISR(中断服务例程)。CPU可以自动的在硬件这个层面访问这两个表，来查到相应的中断需要对应的中断处理例程(由操作系统实现)。

• 切换到 中断服务例程(ISR)

  • 不同特权级的中断切换对堆栈的影响

    CS = 0, 内核态，CS = 3,用户态

    在内核态产生的中断依然在内核态，但用户态产生可能跳到内核态。

• 从 中断服务例程(lSR) 返回

  • iret -- 弹出EFLAGS 和 SS/ESP (根据是否改变特权级)

  • ret -- 弹出EIP，retf弹出CS和EIP （此为没有特权级变化的返回）

  • 主要完成: 整个被打断程序的一个状态的保持和恢复(由硬件自动干的)

• 系统调用

  • 用户程序通过 系统调用 访问 OS内核服务

  • 如何实现

    • 需要 指定中断号

    • 使用Trap, 也称Software generator Interrupt

    • 或使用特殊指令(SYSENTER/SYSEXIT)