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[转载]使用 int n 调用系统例程
IDT（Interrupt Descriptor Table）仅能存放 interrupt-gate、trap-gate 和 task-gate。
指令： int 0x80 ----------------------------------- 0x80 是 vector （中断向量号）
在 x86 下，gate-descriptor 是 8 个字节，所以：gate = IDTR.base + vector * 8，在 long mode 下，gate-descrptor 是 16 字节，所以：gate = IDTR.base + vector * 16。
在 real-mode 下，IVT（Interrupt Vector Table）是 IDT 在 real-mode 下的表现形式。IVT entry 是 4 个字节，构成 CS:offset 这种形式，offset 在低端，CS 在高端。所以: entry = IDTR.base + vector * 4。 IDTR.base 初始为 0。
1、索引 gate 和 descriptor
在 IDT 中查找 gate descriptor 是以 vector 为索引，不存在 selector，vector 从 0 ~ 255 共 1 个字节。
| gate = IDTR.base + vector * 8; selctor = gate.selector; temp_descriptor = get_descriptor(selector, GDT /* or LDT); |
用 IDTR.base + vector * 8 方法得取 gate-descriptor，再用 gate_descriptor 的 selector 来获取目 code segment descriptor。
２、权限 check
在访问 IDT 中不使用 selector，所以不存在 RPL 检查，仅需要检查 CPL 、DPLg 和 DPLs 就行了。DPLg 代表 gate-descriptor 的 DPL，DPLs 代表 code segment descriptor 的 DPL。
若 gate 是个 task-gate 仅需判断 CPL <= DPLg 就行了
| if (gate.type == TASK_GATE) { /* task gate */ if (CPL <= DPLg) { /* 通过，允许访问 */ } else { /* 失败，#GP 异常 */ } } else if (CPL <= DPLg && CPL >= DPLs) { /* interrupt / trap gate */ /* 通过，允许访问 */ } else { /* 失败，#GP 异常 */ } |
无论 code segment 是 conforming 还是 non-conforming 都是可以的。
３、stack 切换
interrupt / trap 服务例程必然在运行在 supervisor 权限下，若切入 interrupt/trap 例程的代码运行在 user 权限下，这将导致权限改变，stack 也发生切换。
| DPL = temp_descriptor.DPL; /* code segment descriptor‘s DPL */ old_SS = SS; old_ESP = ESP; SS = TSS.stack[DPL].SS; /* 加载目标 stack */ ESP = TSS.stack[DPL].ESP; push(old_SS); push(old_ESP); push(Eflags); push(CS); push(EIP); if (ERROR_CODE) { push(error_code); } |
stack 切换时，processor 做以下工作： （１）以目标 code segment 的 DPL 为索引在 TSS 获取相应权限级别的 stack pointer 加载到 SS & ESP （２）将旧的 SS & ESP 保存在当前 stack （新 stack） 中。 （３）EFLAGS 寄存器入栈。 （４）返回地址（CS & EIP）入栈。 （５）由异常引发的 interrupt/trap 例程，还将异常码入栈，以供 interrupt/trap 例程使用。
SS.RPL 会被更新为 DPL，表示当前 stack 的权限级别就是 SS.RPL。
当发生同级权限的转移时，不会发生 stack 切换，使用的是当前的 stack：
| push(Eflags); push(CS); push(EIP); if (ERROR_CDOE) push(error_code) |
４、Eflags 寄存器的处理
processor 将旧的 Eflags 入栈保存，将修改当 Eflags 的标志
| if (gate == TASK_GATE) /* task gate */ Eflags.NT = 1; else /* interrupt/trap gate */ Eflags.NT = 0; Eflags.TF = 0; Eflags.VM = 0; Eflags.RF = 0; if (gate == INTERRUPT_GATE) { /* interrupt gate */ Eflags.IF = 0; } else if (gate == TRAP_GATE) { /* trap gate */ /* do nothing */ } /* task gate */ |
（１）若是 task gate，processor 将置 Eflags.NT = 1 进入 Nest Task 模式，在 Iret 指令返回时将检查 Eflags.NT = 1 进入 task 切换。若是 interrupt/trap 的话，将 Eflags.NT 清 0，防止 IRET 指令回时进行 task 切换。 （２）Eflags.TF 将被清 0，将 Eflags.TF = 1 将引发 #DB 异常，processor 将进入单步调试模式，在进入响应 #DB 异常的例程前，processor 会将 Eflags.TF 清 0。 （３）Eflags.RF 清 0，在 IRET 指令返回时，processor 将 Eflags.RF 置为 1，使得 #DB 异常断点下一条指令能顺利执行。
５、加载 code segment descriptor
同样，processor 会加载 code segment selector & descriptor 到 CS 寄存器
| CS.selector = gate.selector; CS.base = temp_descriptor.base; CS.attribute = temp_descriptor.attribute; CS.limit = temp_descriptor.limit; |
加载后，CS.RPL 就是新的 CPL,
６、执行服务例程
processor 将加载 EIP = CS.base + gate.offset，然后执行 CS:EIP 处的中断服务例程。
７、中断例程返回
中断例程使用 iret 指令返回时，processor 同样会进行一系统的权限检查，中断例程不能向高权限的代码返回。
| if (Eflags.NT == 1) { /* 发生 task 切换 */ } pop(temp_EIP); pop(temp_CS); if (temp_CS.RPL == CPL) { /* CPL == RPL */ goto return_same; /* 同级返回 */ } else if (temp_CS.RPL > CPL) /* CPL < RPL */ goto return_less; /* 向低权限代码返回 else { /* CPL > RPL */ /* 异常，#GP 异常 */ /* 拒绝向高权限代码返回 */ } return_same: CS = temp_CS; EIP = temp_EIP; pop(Eflags); return; return_less: pop(temp_Eflags); pop(temp_ESP); pop(temp_SS); if (temp_SS.RPL == temp_CS.RPL) { Eflags = temp_Eflags; SS = temp_SS; ESP = temp_ESP; CS = temp_CS; EIP = temp_EIP; } else { /* 失败，#GP 异常 */ } return; |
（１）iret 指令检查 Eflags.NT 是否为 1，为 1 时，直接进行任务切换出去，这个 task 就是 TSS.link 里的 TSS selector。
（２）pop 出旧的 CS & EIP，并进行权限检查，temp_CS.RPL 代表原来的 CPL 运行级别，必须 CPL <= temp_CS.RPL，若 pop 出的 CS.RPL 是低于 CPL 的，则会产生 #GP 异常，processor 防止向高权限的代码返回。
当向同级的代码返回时，仅需加载回原来的 CS & EIP 以及 EFLAGS 寄存器就行了。
当向低权限代码返回时，processor 会检查 pop 出来的 SS.RPL 是否等于 temp_CS.RPL（原来的 CS.RPL），不相同则产生 #GP 异常，在 x86 下，无论什么情况 CPL.RPL 必须等于 SS.RPL。通过后，processor 相应地加载 SS & ESP、CS & EIP 以及 EFLAGS 寄存器，然后返回原程序。
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