 | Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . ( Сентябрь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Таблицы дескрипторов прерываний ( IDT ) представляет собой структуру данных , используемой архитектуры x86 реализовать вектор прерывания таблицу. IDT используется процессором для определения правильного ответа на прерывания и исключения .
Подробности в описании ниже относятся конкретно к архитектуре x86 и архитектуре AMD64 . Другие архитектуры имеют похожие структуры данных, но могут вести себя по-другому.
Использование IDT запускается тремя типами событий: аппаратными прерываниями, программными прерываниями и исключениями процессора, которые вместе называются прерываниями . IDT состоит из 256 векторов прерываний, первые 32 из которых (0–31 или 0x00–0x1F) зарезервированы для исключений процессора.
Реальный режим [ править ]
В процессоре 8086 таблица прерываний называется IVT (таблица векторов прерываний). IVT всегда находится в одном и том же месте в памяти, в диапазоне от 0x0000до 0x03ff, и состоит из 256 четырехбайтовых дальних указателей реального режима (256 × 4 = 1024 байта памяти).
Указатель реального режима определяется как 16-битный сегмент и 16-битное смещение в этом сегменте. Сегмент внутренне расширяется процессором до 20 бит, сдвигая его на 4 бита влево, тем самым ограничивая обработчики прерываний реального режима первым 1 мегабайтом памяти. Первые 32 вектора зарезервированы для внутренних исключений процессора, а аппаратные прерывания могут быть отображены на любой из векторов с помощью программируемого контроллера прерываний.
На 80286 и более поздних версиях размер и расположение IVT могут быть изменены таким же образом, как это делается с IDT в защищенном режиме (т. Е. С помощью инструкции LIDT), хотя это не меняет его формат. 80286 также представил область верхней памяти , которая увеличивает ограничение адреса в реальном режиме на 65 520 байт.
Обычно используется x86 прерываний реального режима является INT 10H, то Video BIOS код для обработки примитивный экран функции рисования , такие как рисование пикселей и изменение разрешения экрана.
Защищенный режим [ править ]
В защищенном режиме IDT представляет собой массив дескрипторов, последовательно хранящихся в памяти и индексированных вектором прерывания. Длина полностью заполненного IDT составляет 2 КБ в 32-битном защищенном режиме (256 записей по 8 байтов каждая) и 4 КБ в 64-битном защищенном режиме (256 записей по 16 байтов каждая). Нет необходимости использовать все возможные записи: достаточно заполнить IDT до самого высокого используемого вектора прерывания и соответственно установить часть длины IDT IDTR.
IDT защищенного режима может находиться где угодно в физической памяти. В процессоре есть специальный регистр ( IDTR) для хранения как физического базового адреса, так и длины IDT в байтах. Когда происходит прерывание, процессор умножает вектор прерывания на размер дескриптора и добавляет результат к базовому адресу IDT. Затем с помощью длины IDT проверяется, находится ли результирующий адрес памяти в таблице; если он слишком велик, генерируется исключение. Если все в порядке, загружается дескриптор, хранящийся в вычисленной ячейке памяти, и предпринимаются действия в соответствии с типом и содержимым дескриптора.
Дескрипторы могут быть либо шлюзами прерывания, либо шлюзами-ловушками, либо, только для 32-битного защищенного режима, шлюзами задач. Шлюзы прерывания и ловушки указывают на ячейку памяти, содержащую код для выполнения, указывая сегмент (присутствующий в GDT или LDT) и смещение внутри этого сегмента. Единственное различие между этими двумя параметрами заключается в том, что шлюз прерывания отключает дальнейшую обработку процессором аппаратных прерываний, что делает его особенно подходящим для обслуживания аппаратных прерываний, в то время как шлюз прерывания оставляет аппаратные прерывания включенными и, таким образом, в основном используется для обработки программных прерываний и исключений. Наконец, шлюз задачи вызовет переключение текущего активного сегмента состояния задачи, используя аппаратный механизм переключения задач, чтобы эффективно передать использование процессора другой программе, потоку или процессу.
Векторы 0-31 зарезервированы Intel для процессоров генерируются исключений ( общая ошибки защиты , неисправность страницы и т.д.). В настоящее время процессоры Intel используют только векторы 0–20, в то время как процессоры AMD используют векторы 0–19 и 29–30. Однако будущие процессоры могут создать несовместимость для сломанного программного обеспечения, которое использует эти векторы для других целей.
Исключения, генерируемые оборудованием [ править ]
Все INT_NUM от 0x0 до 0x1F включительно зарезервированы для исключений; INT_NUM больше 0x1F используются для обработки прерываний. (Обратите внимание, что IBM PC не всегда подчинялся этому правилу, например, используя прерывание 5, чтобы указать, что была нажата клавиша Print Screen .)
| INT_NUM | Краткое описание PM [ требуется пояснение ] |
|---|---|
| 0x00 | Деление на ноль |
| 0x01 | Одношаговое прерывание (см. Флаг прерывания ) |
| 0x02 | НМИ |
| 0x03 | Точка останова (вызывается специальной 1-байтовой инструкцией 0xCC, используемой отладчиками) |
| 0x04 | Переполнение |
| 0x05 | Границы |
| 0x06 | Неверный код операции |
| 0x07 | Сопроцессор недоступен |
| 0x08 | Двойная ошибка |
| 0x09 | Переполнение сегмента сопроцессора (только 386 или более ранняя версия) |
| 0x0A | Недействительный сегмент состояния задачи |
| 0x0B | Сегмент отсутствует |
| 0x0C | Ошибка стека |
| 0x0D | Общая неисправность защиты |
| 0x0E | Ошибка страницы |
| 0x0F | зарезервированный |
| 0x10 | Математическая ошибка |
| 0x11 | Проверка выравнивания |
| 0x12 | Проверка машины |
| 0x13 | Исключение SIMD с плавающей запятой |
| 0x14 | Исключение виртуализации |
| 0x15 | Исключение защиты управления |
Подключение [ править ]
Некоторые программы Windows перехватывают вызовы IDT. Это включает в себя написание режима ядра драйвер , который перехватывает вызовы к IDT и добавляет в ее собственной обработке. Это никогда официально не поддерживалось Microsoft , но не было программно предотвращено в ее операционных системах до 64-битных версий Windows, где драйвер, который пытается использовать ловушку режима ядра , заставит машину выполнить проверку на ошибку . [1]
Ссылки [ править ]
- ^ «Политика исправлений для систем на базе x64» .
Если операционная система обнаруживает одну из этих модификаций или любое другое несанкционированное исправление, она генерирует проверку ошибок и завершает работу системы.
- Общий
- Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32, Том 3: Руководство по системному программированию
Внешние ссылки [ править ]
- Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32, том 3A: Руководство по системному программированию, часть 1 (см. ГЛАВУ 5, ОБРАБОТКА ПРЕРЫВАНИЙ И ИСКЛЮЧЕНИЙ и ГЛАВУ 10, РАСШИРЕННЫЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ КОНТРОЛЛЕР ПРЕРЫВАНИЯ)]
- Таблица дескрипторов прерываний на OSDev.org
