中断描述符表的初始化

Linux内核在系统初始化要进行大量的初始化工作，其与中断相关的工作有，初始化可编程控制器8259A；将中断描述符表的起始地址装入IDTR寄存器，并初始化表中的每一项，

用户进程可以通过INT指令发出 一个中断请求向量在0～255之间。为了防止用户使用INT指令模拟非法的中断和异常，必须对中断描述符表进行谨慎的初始化。其措施之一就是将中断门或陷阱门中的请求特权级DPL域置为0，如果用户进程确实发出了这样一个中断请求，CPU会检查出其当前特权级CPL（3）与所请求的特权级DPL（0）有冲突，因此产生一个“通用保护”异常。

但是，有时候必须让用户进程能够使用内核所提供的功能（比如系统调用），也就是说从用户态进入内核态，这可以通过把中断门和陷阱门的DPL置为3来达到。

当计算机运行在实模式时，中断描述表被初始化，并由BIOS使用。然而，一旦真正进入Linux内核，中断描述符表 就被移动到内存的另一个区域，并为进入保护模式进行预初始化，把中断描述符表IDT的起始地址装入IDTR。

用setup_idt()函数填充中断描述符表中的256个表项。在对这个表进行填充时，使用了一个空的中断处理程序。因为现在处于初始化阶段，还没有任何中断处理程序，因此，用空的中断处理程序填充每个表项。

在对中断描述符表进行初始化后，内核将在其用分页功能后对IDT进行第二遍初始化，也就是说，用实际的陷阱和中断处理程序替换这个空的处理程序。一旦这个过程完成，对于每个异常，IDT都有一个专门的陷阱门或系统门，而对每个外部中断，IDT都包含专门的中断门。

1.IDT表项的设置

IDT表项的设置是通过_get_gate（）函数实现的，下面给出如何调用该函数在IDT表中插入的一个门。

（1）插入一个中断门

void set_intr_gate(unsigned int n, void *addr) {

_set_gate(idt_table+n, 14, 0 , addr);

}

其中，idt_table时中断描述符表IDT在程序中的符号表示，n表示在第n个表项中插入一个中断门。这个们的段选择符设置成代码段的选择符（addr表示偏移域）。DPL设置成0（第三个参数代表权限），14表示D标志位为1（表示32位），而类型码位110（由14决定），所以set_intr_gate()设置的时中断门，偏移域设置成中断处理程序的地址addr。

（2）插入一个陷阱门

static void __init set_trap_gate(unsigned int n, void *addr)

{

_set_gate(idt_table+n, 15, 0, addr);

}

在第n个表项中插入一个陷阱门。这个门的断选择符设置成代码段的选择符，DPL设置成0，15表示D标志位为1，而类型码位111，所以set_system_gate()设置的时陷阱门，偏移域设置成异常处理程序的地址addr。

（3）插入一个系统门

static void __init set_system_gate(unsigned int n, void *addr)

{

_set_gate(idt_table+n, 15, 3, addr);

}

在第n个表项中插入一个系统门。这个门的段选择符设置成代码段的选择符，DPL域设置成3， 15表示D标志位为1，而类型码为111，所以set_system_gate()设置的也是陷阱门，但因为DPL为3，因此，系统调用在用户态可以通过“INT 0x80”顺利穿过系统门，从而进入内核态。

3.中断门的设置

中断门的设置是由init_IRQ()函数种的一段代码完成的：

for(i=0; i<(NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR); i++)

{

int vector = FIRST_EXTERNAL_VECTOR + i;

if( i >= NR_IRQS)

break;

if(vector != SYSCALL+VECTOR)

set_intr_gate(vector, interrupt[i]);

}

从FIRST_EXTERNAL开始，设置 NR_IRQS(NR_VECTORS-FIRST_EXTERNAL_VECTOR)个IDT表项。