中断、陷阱和系统门

在之前的文章中，我们已经介绍过，Intel提供了三种类型的中断描述符：任务，中断和陷阱门描述符。Linux的分类有些不同，它们如下所示：

中断门

和Intel的中断门相同。所有的用户进程不能访问（该门的DPL设为0）。所有Linux的中断处理程序都是通过中断门激活的，也就是说只能在内核态访问。
系统门

属于Intel的陷阱门，可以被用户态进程访问（该门的DPL设为3）。三个Linux异常处理程序对应的中断号分别是4、5和128，分别使用into、bound和int $0x80三条汇编指令发出对应的中断信号。
系统中断门

属于Intel的中断门，用户态进程可以访问（该门的DPL域设为3）。中断号为3的异常处理程序通过系统中断门激活，可以使用在用户态使用int3指令实现。
陷阱门

属于Intel陷阱门，不能被用户态程序访问（该门的DPL设为0）。用来访问大部分的异常处理程序。
任务门

属于Intel任务门，用户态进程不能访问（该门的DPL设为0）。专门访问处理Double fault异常的处理程序。

对应上面的5种分类，分别有相应的函数可以初始化IDT（这些函数与硬件架构息息相关），如下所示：

set_intr_gate(n,addr)

插入中断门。该门内的端选择器设为内核态代码所在的段。Offset被设为addr，就是中断处理程序的地址。DPL域设为0。
set_system_gate(n,addr)

插入系统门。其余描述与上面的函数相同。
set_system_intr_gate(n,addr)

插入系统中断门。该门内的端选择器设为内核态代码所在的段。Offset被设为addr，就是异常处理程序的地址。DPL域设为3。
set_trap_gate(n,addr)

插入陷阱门，DPL被设为3。其余与上面函数相同。
set_task_gate(n,gdt)

插入任务门。段选择器设为要执行的函数所在的段。Offset设为0，而DPL设为3。

IDT第一次初始化

其实，IDT被初始化两次。第一次是在BIOS程序中，此时CPU还工作在实模式下。一旦Linux启动，IDT会被搬运到RAM的受保护区域并被第二次初始化，因为Linux不会使用任何BIOS程序。

IDT结构被存储在idt_table表中，包含256项。idt_descr变量存储IDT的大小和它的地址，在系统的初始化阶段，内核用来设置idtr寄存器，专用汇编指令是lidt。

内核初始化的时候，汇编函数setup_idt()用相同的中断门填充idt_table表的所有项，都指向ignore_int()中断处理函数：

setup_idt:
    lea ignore_int, %edx
    movl $(__KERNEL_CS << 16), %eax
    movw %dx, %ax           /*  = 0x0010 = cs */
    movw $0x8e00, %dx       /* 中断门，DPL=0 */
    lea idt_table, %edi     /* 加载idt表的地址到寄存器edi中 */
    mov $256, %ecx
rp_sidt:
    movl %eax, (%edi)       /* 设置中断处理函数 */
    movl %edx, 4(%edi)      /* 设置段描述符 */
    addl $8, %edi           /* 跳转到IDT表的下一项 */
    dec %ecx                /* 自减 */
    jne rp_sidt
    ret

中断处理函数ignore_int()，也是一个汇编语言编写的函数，相当于一个null函数，它执行：