linux内核研究笔记2（x86中断和异常调用过程）

处理器提供了两种中断程序执行的机制：中断和异常。

尽管处理过程类似，但两种机制有很大区别。其中，中断（interrupt）是一种异步事件，由I/O设备触发；异常（exception）是一种同步事件，当处理器运行指令时检测到一些预定义的条件就会触发，异常分为三类：faults、traps和aborts。

中断和异常的处理过程入口点在IDT表里面，IDT里面有两种门描述符：中断门和陷阱门。两者几乎一样，除了中断门会修改EFLAGS中的IF标志。cpu保留的异常和中断向量如下：

如果没有堆栈切换，调用中断或异常的过程如下：

1.push当前EFLAGS、CS、EIP寄存器到堆栈

2.如果有错误码，则push错误码到堆栈

3.从中断门或者陷阱门中取得新代码的段选择符和指令指针，分别加载到CS和EIP中

4.如果调用是通过中断门，则清除EFLAGS中的IF标志

5.开始执行过程代码

如果涉及堆栈切换，则处理器处理过程如下：

1.临时保存（内部）当前SS、ESP、EFLAGS、CS、EIP寄存器

2.从TSS中加载对应特权级的堆栈选择符和堆栈指针到SS和ESP，从而切换到新堆栈

3.将之前临时保存的SS、ESP、EFLAGS、CS、EIP推送到新堆栈

4.如果有错误码，则push错误码到新堆栈

5.从中断门或者陷阱门中取得新代码的段选择符和指令指针，分别加载到CS和EIP中

6.如果调用是通过中断门，则清除EFLAGS中的IF标志

7.开始执行过程代码

以上是中断或异常发生时，进入过程代码的执行步骤，从过程代码返回是通过IRET指令，该指令和RET指令类似，除了IRET需要恢复之前被中断代码执行时的EFLAGS寄存器。

从同一个特权级恢复中断，就是不涉及堆栈切换的过程，返回过程如下：

1.恢复中断和异常之前的CS和EIP寄存器值

2.恢复EFLAGS寄存器

3.适当地递增堆栈指针

4.恢复被中断代码的执行

从不同特权级恢复中断，就是涉及堆栈切换的过程，返回过程如下：

1.执行特权级检查

2.恢复中断和异常之前的CS和EIP寄存器值

3.恢复EFLAGS寄存器

4.恢复中断和异常之前的SS和ESP寄存器，结果就是堆栈切换到了被中断代码执行时的堆栈

5.恢复被中断代码的执行