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LINUX中斷描述符初始化

@CopyLeft by ICANTH ， I Can do ANy THing that I CAN THink ！ ~

Author ： WenHui ， WuHan University ， 2012-6-4

硬件產(chǎn)生中斷之后，需要通過門描述符來尋找中斷的處理程序入口。門描述符和段描述符一樣，8個(gè)字節(jié)。門描述符大體分為：段偏移、段選擇子以及DPL。段選擇子用于在GDT中尋找到門段基址，DPL用于控制當(dāng)前進(jìn)程中斷或異常訪問權(quán)限。當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，將門描述符所指向的段基地放入%cs，將段偏移放入%eip，轉(zhuǎn)入相應(yīng)服務(wù)。

門描述符結(jié)構(gòu)如下：

任務(wù)門描述符 ：用于在發(fā)生中斷時(shí)調(diào)度相應(yīng)進(jìn)程

中斷門描述符 ：描述中斷處理程序所在段選擇子和段內(nèi)偏移值。據(jù)此修改EIP及關(guān)閉中斷Eflags的IT標(biāo)識(shí)位

陷阱門描述符 ：與中斷門描述符一樣，但不關(guān)中斷

中斷描述符表IDT( Interrupt Descriptor Table )用于存放256個(gè)門描述符，對(duì)應(yīng)256個(gè)中斷向量。其中IA32規(guī)定前0~31號(hào)固定向量用于異常。寄存器 idtr 為門描述符表IDT的物理地址。根據(jù)向量尋找基對(duì)應(yīng)門描述符，并將中斷或異常程序加載過程下圖所示：

LINUX初始化中斷描述符表分兩步：初步初始化，以及最終初始化。初步初始化在head.S文件： http://os1a.cs.columbia.edu/lxr/source/arch/x86/kernel/head_32.S

中斷描述符表初步初始化

1）聲明256個(gè)門描述符的IDT表空間。

701 idt_descr:

702 ???????? .word IDT_ENTRIES*8-1?????????? # idt contains 256 entries

703 ???????? .long idt_table

2）設(shè)置指向IDT表地址的寄存器 ldtr 。

425 ???????? lgdt early_gdt_descr

426 ???????? lidt idt_descr

427 ???????? ljmp $(__KERNEL_CS),$1f

428 1:????? movl $(__KERNEL_DS),%eax??????? # reload all the segment registers

2）初始化256個(gè)門描述符。對(duì)于每個(gè)門描述符，段選擇子都指向內(nèi)核段，段偏移都指向igore_int函數(shù)，該函數(shù)只打印一句話：“哥們，別急，俺還沒被真正初始化勒！~”。

490 /*

491 ? *? setup_idt

492 ? *

493 ? *? sets up a idt with 256 entries pointing to

494 ? *? ignore_int, interrupt gates. It doesn't actually load

495 ? *? idt - that can be done only after paging has been enabled

496 ? *? and the kernel moved to PAGE_OFFSET. Interrupts

497 ? *? are enabled elsewhere, when we can be relatively

498 ? *? sure everything is ok.

499 ? *

500 ? *? Warning: %esi is live across this function.

501 ? */

502 setup_idt:

503 ???????? lea ignore_int,%edx

504 ???????? movl $(__KERNEL_CS << 16),%eax

505 ???????? movw %dx,%ax??????????? /* selector = 0x0010 = cs */

506 ???????? movw $0x8E00,%dx??????? /* interrupt gate - dpl=0, present */

507

508 ???????? lea idt_table,%edi

509 ???????? mov $256,%ecx

510 rp_sidt:

511 ???????? movl %eax,(%edi)

512 ???????? movl %edx,4(%edi)

513 ???????? addl $8,%edi

514 ???????? dec %ecx

515 ???????? jne rp_sidt

中斷描述符表最終初始化

中斷描述符表最終初始化分為兩部分：異常和中斷，分別在函數(shù)trap_init(void)和init_IRQ(void)中實(shí)現(xiàn)，都由系統(tǒng)初始化入口函數(shù)start_kernel()所調(diào)用。對(duì)于特定異常，其處理異常函數(shù)預(yù)先已經(jīng)設(shè)定好；但對(duì)于特定異步中斷，由于需要捕獲設(shè)備I/O中斷的程序數(shù)目不定，所以得采用特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來對(duì)irq及其action進(jìn)行描述。

trap_init： http://os1a.cs.columbia.edu/lxr/source/arch/x86/kernel/traps.c#830

do_IRQ：

1 ）異常部分最終初始化

由于IA32規(guī)定異常所對(duì)應(yīng)的固定向量，所以直接調(diào)用set_trap_gate()、set_intr_gate()、set_system_gate()、set_system_intr_gate()、set_task_gate()、set_intr_gate_ist()設(shè)置異常處理函數(shù)、初始相應(yīng)異常。而這些函數(shù)，都只是_set_gate宏的封裝而已。異常處理函數(shù)由宏定義DO_ERROR生成。其調(diào)用關(guān)系如下：

在trap_init(void)函數(shù)中，調(diào)用在set_intr_gate_ist()設(shè)置“stack exception”的12號(hào)中斷門描述符。set_intr_gate_ist是設(shè)置中斷描述符函數(shù)_set_gate的一層封裝，給_set_gate傳入異常處理函數(shù)stack_segment作為門描述符的偏移地址，傳入 __KERNEL_CS 作為段選擇子，傳入GATE_INTERRUPT表示中斷門描述符類型，傳入DPL = 0表示只能由內(nèi)核態(tài)訪問、而不能由用戶調(diào)用。

_set_gate函數(shù)中，其調(diào)用pack_gate()組裝成一個(gè)門描述符格式，并調(diào)用write_idt_entry寫入IDT表中相應(yīng)描述符。stack_segment函數(shù)壓入do_stack_segment函數(shù)地址并跳轉(zhuǎn)到error_code匯編代碼進(jìn)行處理。具體代碼（/arch/x86/include/asm/desc.h）如下：

830 void __init trap_init (void)

831 {

857 ???????? set_intr_gate_ist (12, & stack_segment , STACKFAULT_STACK );

898 ???????? x86_init . irqs . trap_init (); /* 初始化該平臺(tái)x86的特定設(shè)備 */

899 }

?

383 static inline void set_intr_gate_ist (int n , void * addr , unsigned ist )

384 {

385 ???????? BUG_ON ((unsigned) n > 0xFF);

386 ???????? _set_gate ( n , GATE_INTERRUPT , addr , 0, ist , __KERNEL_CS );

387 }

?

312 static inline void _set_gate (int gate , unsigned type , void * addr ,

313 ????????????????????????????? unsigned dpl , unsigned ist , unsigned seg )

314 {

315 ???????? gate_desc s ;

316 ???????? pack_gate (& s , type , (unsigned long) addr , dpl , ist , seg );

317 ???????? /*

318 ????????? * does not need to be atomic because it is only done once at

319 ????????? * setup time

320 ????????? */

321 ???????? write_idt_entry ( idt_table , gate , & s );

322 }

?

064 static inline void pack_gate ( gate_desc * gate , unsigned char type ,

065 ????????????????????????????? unsigned long base , unsigned dpl , unsigned flags ,

066 ????????????????????????????? unsigned short seg )

067 {

068 ???????? gate -> a = ( seg << 16) | ( base & 0xffff);

069 ???????? gate -> b = ( base & 0xffff0000) |

070 ?????????????????? (((0x80 | type | ( dpl << 5)) & 0xff) << 8);

071 }

?

115 static inline void native_write_idt_entry ( gate_desc * idt , int entry ,

116 ?????????????????????????????????????????? const gate_desc * gate )

117 {

118 ???????? memcpy (& idt [ entry ], gate , sizeof(* gate ));

119 }

?

然異常12號(hào)處理者stack_segment，何許人也？在/arch/x86/kernel/entry_32.S中定義如下：

1014 ENTRY(stack_segment)

1015 ???????? RING0_EC_FRAME

1016 ???????? pushl $do_stack_segment

1017 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1018 ???????? jmp error_code

1019 ???????? CFI_ENDPROC

1020 END(stack_segment)

有的異常，例如stack_segment，系統(tǒng)由硬件產(chǎn)生錯(cuò)誤碼并壓入棧中。另外一些異常，系統(tǒng)將不產(chǎn)生異常，例如overflow，為了統(tǒng)一中斷、產(chǎn)生錯(cuò)誤碼的異常和不產(chǎn)生錯(cuò)誤碼的異常的棧內(nèi)存布局，故“人為地”pushl $0。

958 ENTRY(overflow)

959 ???????? RING0_INT_FRAME

960 ???????? pushl $0

961 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

962 ???????? pushl $do_overflow

963 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

964 ???????? jmp error_code

965 ???????? CFI_ENDPROC

966 END(overflow)

在error_code中，首先保存中斷寄存器上下文等，其次調(diào)用do_stack_segment進(jìn)行處理，最后調(diào)用ret_from_exception進(jìn)行善后工作，代碼如下：

1291 error_code:

1292 ???????? /* the function address is in %gs's slot on the stack */

1293 ???????? pushl %fs

1294 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1295 ???????? /*CFI_REL_OFFSET fs, 0*/

1296 ???????? pushl %es

1297 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1298 ???????? /*CFI_REL_OFFSET es, 0*/

1299 ???????? pushl %ds

1300 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1301 ???????? /*CFI_REL_OFFSET ds, 0*/

1302 ???????? pushl %eax

1303 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1304 ???????? CFI_REL_OFFSET eax, 0

1305 ???????? pushl %ebp

1306 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1307 ???????? CFI_REL_OFFSET ebp, 0

1308 ???????? pushl %edi

1309 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1310 ???????? CFI_REL_OFFSET edi, 0

1311 ???????? pushl %esi

1312 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1313 ???????? CFI_REL_OFFSET esi, 0

1314 ???????? pushl %edx

1315 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1316 ???????? CFI_REL_OFFSET edx, 0

1317 ???????? pushl %ecx

1318 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1319 ???????? CFI_REL_OFFSET ecx, 0

1320 ???????? pushl %ebx

1321 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

1322 ???????? CFI_REL_OFFSET ebx, 0

1323 ???????? cld

1324 ???????? movl $(__KERNEL_PERCPU), %ecx

1325 ???????? movl %ecx, %fs

1326 ???????? UNWIND_ESPFIX_STACK?? /* 用于處理系統(tǒng)棧不是32位的情況 */

1327 ???????? GS_TO_REG %ecx??????? /* 把%gs存入%ecx中 */

1328 ???????? movl PT_GS(%esp), %edi????????? # get the function address

1329 ???????? movl PT_ORIG_EAX(%esp), %edx??? # get the error code

1330 ???????? movl $-1, PT_ORIG_EAX(%esp)???? # no syscall to restart

1331 ???????? REG_TO_PTGS %ecx????? /* 把%gs的值存入棧的%gs中，即處理代碼指針位置 */

1332 ???????? SET_KERNEL_GS %ecx

1333 ???????? movl $(__USER_DS), %ecx

1334 ???????? movl %ecx, %ds

1335 ???????? movl %ecx, %es

1336 ???????? TRACE_IRQS_OFF

1337 ???????? movl %esp,%eax????????????????? # pt_regs pointer

1338 ???????? call *%edi

1339 ???????? jmp ret_from_exception

1340 ???????? CFI_ENDPROC

1341 END(page_fault)

在error_code中執(zhí)行在1338行call *edi之前，棧的內(nèi)存布局如下圖。

在error_code處理“棧異?！碧幚頃r(shí)，call *edi = call do_stack_segment，do_stack_segment函數(shù)由DO_ERROR宏生成。error_code給do_stack_segment函數(shù)傳入regs參數(shù)時(shí)，由ABI規(guī)范規(guī)定，eax為第一個(gè)參數(shù) struct pt_regs regs。pt_regs與棧內(nèi)存布局相同，其結(jié)構(gòu)體如下：

021 struct pt_regs {

022 ???????? long ebx ;

023 ???????? long ecx ;

024 ???????? long edx ;

025 ???????? long esi ;

026 ???????? long edi ;

027 ???????? long ebp ;

028 ???????? long eax ;

029 ???????? int? xds ;

030 ???????? int? xes ;

031 ???????? int? xfs ;

032 ???????? int? xgs ;???? /* 對(duì)應(yīng)%gs，對(duì)于異常而言是處理器代碼 */

033 ???????? long orig_eax ; /* 對(duì)應(yīng)于內(nèi)存布局中的error code或vector */

034 ???????? long eip ;

035 ???????? int? xcs ;

036 ???????? long eflags ;

037 ???????? long esp ;

038 ???????? int? xss ;

039 };

stack_segment函數(shù)是“ 棧異常 ”的異常處理函數(shù)，由 DO_ERROR宏 產(chǎn)生：

215 #ifdef CONFIG_X86_32

216 DO_ERROR (12, SIGBUS , "stack segment", stack_segment )

217 #endif

183 #define DO_ERROR ( trapnr , signr , str , name )????????????????????????????? \

184 dotraplinkage void do_ ##name(struct pt_regs * regs , long error_code )???? \

185 {?????????????????????????????????????????????????????????????????????? \

186 ???????? if ( notify_die ( DIE_TRAP , str , regs , error_code , trapnr , signr )? \

187 ???????????????????????????????????????????????????????? == NOTIFY_STOP ) \

188 ???????????????? return;???????????????????????????????????????????????? \

189 ???????? conditional_sti ( regs );????????????????????????????????????????? \

190 ???????? do_trap ( trapnr , signr , str , regs , error_code , NULL );??????????? \

191 }

可見，do_stack_segment最后調(diào)用do_trap進(jìn)行異常處理。

2 ）中斷描述符表中斷部分最終初始化

由start_kernel()調(diào)用init_IRQ(void)進(jìn)行中斷最終初始化。其操作流程如下：

1）將CPU0 IRQ0…IRQ15的vectors設(shè)置為0…15。對(duì)于CPU0的vecotr_irq而言，若其IRQ是PIC中斷，則其vector早已由PIC固定，所以設(shè)置其IRQ0…IRQ15的vector為0…15。若是I/O APIC，由于其vector分配是可由OS動(dòng)態(tài)設(shè)置，所以vector 0…15可能會(huì)被重新分配；

2）本質(zhì)上調(diào)用native_init_IRQ()函數(shù)對(duì)irq_desc、以及中斷部分門描述符進(jìn)行初始化，并針對(duì)CONFIG_4KSTACKS配置、協(xié)處理器模擬浮點(diǎn)運(yùn)算等進(jìn)行配置；

a、調(diào)用init_ISA_irqs()初始化8259A可斷控制器，并對(duì)相應(yīng)中斷請(qǐng)求線IRQ進(jìn)行初始化、使其對(duì)應(yīng)中斷控制器irq_desc的操作函數(shù)為8259A操作接口函數(shù)；

b、調(diào)用apic_intr_init()函數(shù)針對(duì)采取I/O APIC中斷處理器的情況，對(duì)APIC中斷處理器進(jìn)行初始化工作；

c、將調(diào)用set_intr_gate為系統(tǒng)中每根中斷請(qǐng)求線IRQ地應(yīng)的中斷向量號(hào)設(shè)置了相應(yīng)的中斷門描述門， 其中斷處理函數(shù)定義在interrupt數(shù)組中 ；

d、在PC平臺(tái)下set_irq(2, &rq2)對(duì)從8259A中斷控制器的第三根IRQ請(qǐng)求做特殊處理；

e、 irq_ctx_init函數(shù)用于在配置CONFIG_4KSTACK的情況下配置當(dāng)前CPU的中斷棧相關(guān)項(xiàng)。LINUX內(nèi)核在未配置CONFIG_4KSTACK時(shí)，共享所中斷進(jìn)程的內(nèi)核棧，內(nèi)核棧為兩頁，即8K。在2.6版本時(shí)，增加了CONFIG_4KSTACK選項(xiàng)，將棧大小從兩頁減小至一頁，為了應(yīng)對(duì)棧的減少，故中斷處理程序擁有自己的中斷處理程序線，為原先共享?xiàng)５囊话耄?K，每個(gè)CPU擁有一個(gè)中斷棧。

125 void __init init_IRQ (void)

126 {

127 ???????? int i ;

128

129 ???????? /*

130 ????????? * On cpu 0, Assign IRQ0_VECTOR..IRQ15_VECTOR's to IRQ 0..15.

131 ????????? * If these IRQ's are handled by legacy interrupt-controllers like PIC,

132 ????????? * then this configuration will likely be static after the boot. If

133 ????????? * these IRQ's are handled by more mordern controllers like IO-APIC,

134 ????????? * then this vector space can be freed and re-used dynamically as the

135 ????????? * irq's migrate etc.

136 ????????? */

137 ???????? for ( i = 0; i < legacy_pic -> nr_legacy_irqs ; i ++)

138 ???????????????? per_cpu (vector_irq, 0)[ IRQ0_VECTOR + i ] = i ;

?

/* intr_init()本質(zhì)上調(diào)用native_init_IRQ()初始化。用x86_init.irqs.intr_init()函數(shù)對(duì)irq_desc、以及中斷部分門描述符進(jìn)行初始化。x86_init是 x86_init_ops 類型，集成針對(duì)x86特定平臺(tái)的各種初始化工作，包含初始化PCI總線、中斷、異常等，其中irqs就是針對(duì)中斷進(jìn)行初始化操作。*/

140 ???????? x86_init . irqs . intr_init ();

141 }

/arch/x86/include/asm/x86_init.h

115 /**

116 ? * struct x86_init_ops - functions for platform specific setup

117 ? *

118 ? */

119 struct x86_init_ops {

122 ???????? struct x86_init_irqs ??????????? irqs ;

124 ???????? struct x86_init_paging ????????? paging ;

125 ???????? struct x86_init_timers ????????? timers ;

127 ???????? struct x86_init_pci ???????????? pci ;

128 };

?

047 /**

048 ? * struct x86_init_irqs - platform specific interrupt setup

049 ? * @pre_vector_init:??????????? init code to run before interrupt vectors

050 ? *????????????????????????????? are set up.

051 ? * @intr_init:????????????????? interrupt init code

052 ? * @trap_init:????????????????? platform specific trap setup

053 ? */

054 struct x86_init_irqs {

055 ???????? void (* pre_vector_init )(void);

056 ???????? void (* intr_init )(void);

057 ???????? void (* trap_init )(void);

058 };

/arch/x86/kernel/x86_init.c

029 /*

030 ? * The platform setup functions are preset with the default functions

031 ? * for standard PC hardware.

032 ? */

033 struct x86_init_ops x86_init __initdata = {

051 ???????? . irqs = {

052 ???????????????? . pre_vector_init ??????? = init_ISA_irqs ,

053 ???????????????? . intr_init ????????????? = native_init_IRQ ,

054 ???????????????? . trap_init ????????????? = x86_init_noop ,

055 ???????? },

082 };

235 void __init native_init_IRQ (void)

236 {

237 ???????? int i ;

238

239 ???????? /* Execute any quirks before the call gates are initialised: */

/* 調(diào)用init_ISA_irqs()初始化irq_desc[0…NR_IRQS] = {.status = IRQ_DISABLED,

.action = NULLL, .depth = 1}。并且對(duì)于irq0 … 15，

將其handler = &i8259A_irq_type*/

240 ???????? x86_init . irqs . pre_vector_init ();

241

242 ???????? apic_intr_init ();

243

244 ???????? /*

245 ????????? * Cover the whole vector space, no vector can escape

246 ????????? * us. (some of these will be overridden and become

247 ????????? * 'special' SMP interrupts)

248 ????????? */

/* 調(diào)用set_intr_gate()為每根IRQ對(duì)應(yīng)的中斷向量號(hào)設(shè)置了相應(yīng)的中斷門描述符 */

249 ???????? for ( i = FIRST_EXTERNAL_VECTOR ; i < NR_VECTORS ; i ++) {

250 ???????????????? /* IA32_SYSCALL_VECTOR could be used in trap_init already. */

251 ???????????????? if (! test_bit ( i , used_vectors ))

252 ???????????????????????? set_intr_gate ( i , interrupt [ i - FIRST_EXTERNAL_VECTOR ]);

253 ???????? }

/* 系統(tǒng)若非I/O APIC，則IRQ3用于8259A從片的級(jí)聯(lián)，故進(jìn)行特殊處理 */

255 ???????? if (! acpi_ioapic )

256 ???????????????? setup_irq (2, & irq2 );

257

258 #ifdef CONFIG_X86_32

259 ???????? /*

260 ????????? * External FPU? Set up irq13 if so, for

261 ????????? * original braindamaged IBM FERR coupling.

262 ????????? */

/* 在處理器集成協(xié)處理器，而該協(xié)處理器沒有浮點(diǎn)處理單元的情況下設(shè)置針對(duì)浮點(diǎn)計(jì)算異常的處理函數(shù)fpu_irq，該函數(shù)用軟件模擬的方法來進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算 */

263 ???????? if ( boot_cpu_data . hard_math && ! cpu_has_fpu )

264 ???????????????? setup_irq ( FPU_IRQ , & fpu_irq );

/* 在內(nèi)核選中CONFIG_4KSTACKS時(shí)，為系統(tǒng)中每一CPU設(shè)置中斷、異常處理函數(shù)所需的內(nèi)核態(tài)棧；在沒有選中該選項(xiàng)的情況下，irq_ctx_init是個(gè)空語句 */

266 ???????? irq_ctx_init ( smp_processor_id ());

267 #endif

268 }

101 void __init init_ISA_irqs (void)

102 {

103 ???????? int i ;

/* 若存在LOCAL_APIC，則對(duì)Local APIC模塊進(jìn)行設(shè)置 */

105 #if defined (CONFIG_X86_64) || defined (CONFIG_X86_LOCAL_APIC)

106 ???????? init_bsp_APIC ();

107 #endif

/* 初始化中斷控制器8259A */

108 ???????? legacy_pic -> init (0);

109

110 ???????? /*

111 ????????? * 16 old-style INTA-cycle interrupts:

112 ????????? */

/* 系統(tǒng)中斷老式處理方式是由兩片8259A級(jí)聯(lián)而成，每片可有8個(gè)IRQ，故兩片最多初始化16個(gè)IRQ，但由于IRQ 2用于級(jí)聯(lián)，故實(shí)際僅有15個(gè)有效IRQ。 */

113 ???????? for ( i = 0; i < legacy_pic -> nr_legacy_irqs ; i ++) {

114 ???????????????? struct irq_desc * desc = irq_to_desc ( i );

115

116 ???????????????? desc -> status = IRQ_DISABLED ;

117 ???????????????? desc -> action = NULL ;

118 ???????????????? desc -> depth = 1;

119

120 ???????????????? set_irq_chip_and_handler_name ( i , & i8259A_chip ,

121 ?????????????????????????????????????????????? handle_level_irq , "XT");

122 ???????? }

123 }

interrupt 數(shù)組

interrupt數(shù)組符號(hào)由匯編代碼定義，其源碼如下：

/arch/x86/kernel/entry_32.S

819 /*

820 ? * Build the entry stubs and pointer table with some assembler magic.

821 ? * We pack 7 stubs into a single 32-byte chunk, which will fit in a

822 ? * single cache line on all modern x86 implementations.

823 ? */

824 .section .init.rodata,"a"

825 ENTRY(interrupt)

826 .text

827 ???????? .p2align 5

828 ???????? .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT

829 ENTRY(irq_entries_start)

830 ???????? RING0_INT_FRAME

831 vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR /* =0x20，0~31號(hào)內(nèi)部中斷 */

832 .rept (NR_VECTORS-FIRST_EXTERNAL_VECTOR+6)/7

833 ???????? .balign 32 /* 32字節(jié)對(duì)齊 */

834 ?? .rept 7

835 ???? .if vector < NR_VECTORS

836 ?????? .if vector <> FIRST_EXTERNAL_VECTOR

/* 按照CFA規(guī)則修改前一個(gè)offset，以達(dá)4字節(jié)對(duì)齊。CFA標(biāo)準(zhǔn)（Call Frame Information）, help a debugger create a reliable backtrace through functions. */

837 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -4

838 ?????? .endif

839 1:????? pushl $(~vector+0x80)?? /* Note: always in signed byte range ，[-256 ~ -1] */

840 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4???????? /* 按CFA規(guī)則4字節(jié)對(duì)齊 */

841 ?????? .if ((vector-FIRST_EXTERNAL_VECTOR)%7) <> 6

842 ???????? jmp 2f

843 ?????? .endif

844 ?????? .previous

845 ???????? .long 1b

846 ?????? .text

847 vector=vector+1

848 ???? .endif

849 ?? .endr /* end of rep 7 */

850 2:????? jmp common_interrupt

851 .endr /* end of rep (NR_VECTORS – FIRST_...) */

852 END(irq_entries_start)

853

854 .previous

855 END(interrupt)

ENTRY(interrupt)通過偽指令.rept、.endr，將在代碼段產(chǎn)生(NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)個(gè)跳轉(zhuǎn)到common_interrupt的匯編代碼片段，起始地址是irq_entries_start；在數(shù)據(jù)段產(chǎn)生一個(gè)中斷數(shù)組的符號(hào)interrupt，用于記錄產(chǎn)生代碼段中每個(gè)中斷向量處理的匯編代碼片段地址，在C語言中將interrupt符號(hào)作為中斷數(shù)組變量導(dǎo)入：

132 extern void (* __initconst interrupt [ NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR ])(void);

ENTRY(interrupt)編譯之后，所生成的代碼段和數(shù)據(jù)段內(nèi)存布局如下：

ENTRIY(interrupt)匯編代碼段主要由兩個(gè)rept構(gòu)成，外層rept循環(huán)(NR_VECTORS-FIRST_EXTERNAL_VECTOR+6)/7次，而每次內(nèi)層rept循環(huán)7次，內(nèi)層循環(huán)所產(chǎn)生的代碼以32字節(jié)對(duì)齊，內(nèi)層rept循環(huán)產(chǎn)生的代碼如上圖irq_entries_start中以粗黑方框表示。

以兩層rept循環(huán)生成jmp common_interrupt的目的在于：

在內(nèi)循環(huán)內(nèi)，前6次循環(huán)產(chǎn)生的代碼指令為：push和short jmp，而第7次產(chǎn)生的代碼指令為：push和long jmp。push占2字節(jié)，short jmp占2字節(jié)，long jmp占5字節(jié)，故采取此種方式內(nèi)層rept循環(huán)7次產(chǎn)生的代碼大小為：6 * (2 + 2) + 2 + 5 = 31 字節(jié)。而外層循環(huán)以32字節(jié)對(duì)齊，相比于老版本每次都為push和long jmp而言，所以利用short jmp節(jié)省了內(nèi)存開銷。參見： http://didat.sprg.uniroma2.it/la/docs/la12-10.pdf

每個(gè)中斷門描述符在將vector壓入后都跳轉(zhuǎn)到common_interrupt進(jìn)行處理。common_interrupt在保存中斷現(xiàn)場之后，跳轉(zhuǎn)到do_IRQ進(jìn)行中斷函數(shù)處理，最后調(diào)用iret_from_intr進(jìn)行中斷返回、恢復(fù)中斷上下文。

863 common_interrupt:

864 ???????? addl $-0x80,(%esp)????? /* Adjust vector into the [-256,-1] range */

865 ???????? SAVE_ALL /* 宏定義，負(fù)責(zé)完成宏定義中斷現(xiàn)場的保護(hù)工作 */

866 ???????? TRACE_IRQS_OFF

867 ???????? movl %esp,%eax

868 ???????? call do_IRQ

869 ???????? jmp ret_from_intr

870 ENDPROC(common_interrupt)

195 .macro SAVE_ALL

196 ???????? cld? /* 清除系統(tǒng)標(biāo)志寄存器EFLAGS中的方向標(biāo)志位DF，使%si、%di寄存器的值在每次字符串指令操作后自動(dòng)+1，使自字符串從低地址到高地址方向處理 */

197 ???????? PUSH_GS

198 ???????? pushl %fs

199 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

200 ???????? /*CFI_REL_OFFSET fs, 0;*/

201 ???????? pushl %es

202 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

203 ???????? /*CFI_REL_OFFSET es, 0;*/

204 ???????? pushl %ds

205 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

206 ???????? /*CFI_REL_OFFSET ds, 0;*/

207 ???????? pushl %eax

208 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

209 ???????? CFI_REL_OFFSET eax, 0

210 ???????? pushl %ebp

211 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

212 ???????? CFI_REL_OFFSET ebp, 0

213 ???????? pushl %edi

214 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

215 ???????? CFI_REL_OFFSET edi, 0

216 ???????? pushl %esi

217 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

218 ???????? CFI_REL_OFFSET esi, 0

219 ???????? pushl %edx

220 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

221 ???????? CFI_REL_OFFSET edx, 0

222 ???????? pushl %ecx

223 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

224 ???????? CFI_REL_OFFSET ecx, 0

225 ???????? pushl %ebx

226 ???????? CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4

227 ???????? CFI_REL_OFFSET ebx, 0

228 ???????? movl $(__USER_DS), %edx

229 ???????? movl %edx, %ds

230 ???????? movl %edx, %es

231 ???????? movl $(__KERNEL_PERCPU), %edx

232 ???????? movl %edx, %fs

233 ???????? SET_KERNEL_GS %edx

234 .endm

common_interrupt在調(diào)用 do_IRQ 之前中斷棧內(nèi)存布局如下：

LINUX中斷描述符初始化

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