Runz's Blog

Lab3

  1. 解释中断向量

中断向量是确定中断服务程序的位置。包含段基址和偏移量。

  1. 解释中断类型码

把每个中断服务程序进行编号，一个号代表一个中断服务程序，就是中断类型码，是计算机用来查找中断向量用的。(0-255)

  1. 解释中断向量表

一片专门用来存放所有的中断向量的内存空间。

在内存单元的最低处，地址空间为 00000H-003FFH (0-1024B)

中断类型码 * 4 = 中断向量的首地址

中断向量表提供了中断类型码与中断处理代码段入口地址的映射。

  1. 实模式下中断程序地址如何得到?

根据中断类型码 n, 从中断向量表 n*4，取得中断处理程序的地址，段地址存入 CS，偏移量存入 IP，使得 CPU 转入中断程序运行。

  1. 保护模式下中断程序地址如何得到?

  1. 以 IDTR 中中断向量表的基址为起始地址 + 调用号 N*8 = 中断门描述符首地址，取出中断门的 8 个字节

  2. 根据中断门的选择子和偏移量得到中断处理程序入口

  1. 中断向量的地址如何得到?

中断类型码 * 4

  1. 实模式下如何根据中断向量的地址得到中断程序地址?

低二字节为偏移量，高二字节为段地址

  1. 解释中断描述符

中断描述符含有中断处理程序地址信息，还包括许多属性和类型位

每个中断描述符占用连续的8个字节，中断描述符分为三类：任务门、中断门和自陷门，CPU对不同的门有不同的处理方式

低1，2字节和高7，8字节存偏移量

2，3字节是段选择符

4，5字节是访问权限字节

  1. 保护模式下中断描述符表如何得到?

通过IDTR读取IDT的基地址。

  1. 保护模式下中断门如何得到?

IDT基地址+中断类型码*8

  1. 保护模式下如何根据中断门得到中断处理程序地址?

中断门中的段选择符->段基址 + 偏移量

  1. 中断的分类，举例不同类型的中断?
  1. 从中断源的角度：

内部异常中断：由硬件异常或故障引起的

软中断：程序执行了中断指令引起的中断，由程序员通过 INT 或 INT3 指令触发，通常当做 trap 处理，实现系统调用

外部中断 / IO 中断：外部设备请求引起的中断（又可分为可屏蔽中断（INTR 引脚）和不可屏蔽中断（NMI 引脚）：重启、电源故障、内存出错等影响整个系统工作的中断时不能被屏蔽的）

  1. 以 CPU 为界：

中断：CPU 以外的事件引起的中断（IO 中断、时钟中断、控制台中断等）

异常：CPU 内部事件或程序执行中的事件引起的过程（除数为 0，CPU 本身故障、请求系统服务指令）

  1. 中断与异常的区别?

狭义中断：CPU 以外的事件引起的中断（IO 中断、时钟中断、控制台中断等）

异常：CPU 内部事件或程序执行中的事件引起的过程（除数为 0，CPU 本身故障、请求系统服务指令）

  1. 实模式和保护模式下的中断处理差别

最大区别在于寻找中断处理代码入口的方式

实模式：中断类型码 * 4 (中断向量表)

保护模式：IDTR->IDT中的中断描述符->段基址+偏移

  1. 如何识别键盘组合键（如 Shift+a）是否还有其他解决方案?
  1. 按下一个按键时检测之前或者此时是否有组合键的Make Code
  2. 记录特殊按键的状态，按下一般按键时检测其状态以确定组合键
  1. IDT 是什么，有什么作用?

中断描述符表

可以通过中断号 * 8访问对应中断描述符，进而得到中断处理程序的地址等信息

  1. IDT 中有几种描述符?

三种

中断门描述符

陷阱门描述符

任务门描述符

  1. 异常的分类?

Fault：可被更正的异常，一旦被更正，程序可以不失连续性继续执行，返回地址是产生 fault 的指令。

Trap：在发生 trap 的指令执行之后立即被报告的异常，也允许程序不失连续性继续执行，返回地址为产生 trap 的指令之后的那条指令。

Abort：不总是报告精确异常发生位置的异常，不允许程序继续执行，用来报告严重错误的。

  1. 用户态和内核态的特权级分别是多少?

3, 0

  1. 中断向量表中，每个中断有几个字节?里面的结构是什么?

4个字节。高二字节 = 段地址，低二字节 = 偏移量

  1. 中断异常共同点（至少两点），不同点（至少三点）

共同点：

  1. 都是程序执行过程中的强制性转移，转移到相应的处理程序

  2. 都是软件或硬件发生了某种情形而通知处理器的行为。

不同点：

  1. 中断是 CPU 具备的功能，通常因为硬件而随机发生；异常时软件运行过程中的一种开发过程中没有考虑到的程序错误。

  2. 中断是 CPU 暂停当前工作，有计划地去处理其他事情，其发生一般是可预知的，处理过程也是实现制定好的，处理中断时程序是正常运行的；异常是 CPU 遇到了无法响应的工作，而进入一种非正常状态，异常的出现表明程序有缺陷。

  3. 中断是异步的，是来自指令流之外的；异常是同步的，是来自指令流内部的。

  4. 中断或异常的返回点。良性如中断和 trap，处理程序完了后返回到原指令流的下一条指令；恶性如 fault 和 abort，对于可修复 fault，会重新执行该指令，对于不可修复 fault 或 abort，则不会再返回。

  5. 中断是由与当前程序无关的中断信号触发的，CPU 对中断的响应是被动的，且与 CPU 模式无关。既可以发生在内核态也可以发生在用户态；异常是由 CPU 控制单元产生的，大部分异常发生在用户态。