中断描述符表(Interrupt Descriptor Table,IDT)将每个异常或
中断向量分别与它们的处理过程
联系起来。与GDT和LDT表类似,IDT也是由8字节长描述符组成的一个
数组。
可以包含描述符。为了构成IDT表中的一个索引值,处理器把异常或中断的向量号乘以8。因为最多只有256个中断或异常向量,所以IDT无需包含多于256个描述符。IDT中可以含有少于256个描述符,因为只有可能发生的异常或中断才需要描述符。不过IDT中所有空描述符项应该设置其存在位(标志)为0。
IDT表可以驻留在线性
地址空间的任何地方,处理器使用IDTR
寄存器来定位IDT表的位置。这个寄存器中含有IDT表32位的基地址和16位的长度(限长)值。IDT表基地址应该对齐在8
字节边界上以提高处理器的访问效率。限长值是以
字节为单位的IDT表的长度。
LIDT和SIDT指令分别用于加载和保存IDTR寄存器的内容。LIDT指令用于把内存中的限长值和基地址操作数加载到IDTR寄存器中。该指令仅能由当前
特权级CPL是0的代码执行,通常被用于创建IDT时的操作
系统初始化代码中。SIDT指令用于把IDTR中的基地址和限长内容复制到内存中。该指令可在任何特权级上执行。
在实地址模式中,CPU把内存中从0开始的1K
字节作为一个
中断向量表。表中的每个表项占四个字节,由两个字节的
段地址和两个字节的
偏移量组成,这样构成的地址便是相应
中断处理程序的入口地址。但是,在保护模式下,由四
字节的表项构成的
中断向量表显然满足不了要求。这是因为,除了两个字节的
段描述符,
偏移量必用四字节来表示;‚要有反映
模式切换的信息。因此,在保护模式下,
中断向量表中的表项由8个
字节组成,中断向量表也改叫做中断描述符表IDT(InterruptDescriptor Table)。其中的每个表项叫做一个门描述符(gate descriptor),“门”的含义是当中断发生时必须先通过这些门,然后才能进入相应的处理程序。
其类型码为110,中断门包含了一个中断或
异常处理程序所在段的选择符和段内
偏移量。当控制权通过中断门进入
中断处理程序时,处理器清IF标志,即关中断,以避免嵌套中断的发生。中断门中的DPL(Descriptor Privilege Level)为0,因此,用户态的进程不能访问Intel的中断门。所有的
中断处理程序都由中断门激活,并全部限制在
内核态。
其类型码为111,与中断门类似,其唯一的区别是,控制权通过
陷阱门进入处理程序时维持IF标志位不变,也就是说,不关中断。
这是Linux内核特别设置的,用来让用户态的进程访问Intel的
陷阱门,因此,门描述符的DPL为3。通过系统门来激活4个Linux
异常处理程序,它们的向量是3、4、5及128,也就是说,在用户态下,可以使用int3、into、bound 及int0x80四条
汇编指令。
最后,在保护模式下,中断描述符表在内存的位置不再限于从地址0开始的地方,而是可以放在内存的任何地方。为此,CPU中增设了一个中断描述符表寄存器IDTR,用来存放中断描述符表在内存的起始地址。中断描述符表寄存器IDTR是一个48位的寄存器,其低16位保存中断描述符表的大小,高32位保存IDT的
基址.