60. Различия в обработке прерываний и исключений
Для определения адресов обработчиков прерываний в защищенном режиме используется дескрипторная таблица прерываний IDT (Interrupt Descriptor Table ), расположение которой определяется содержимым специального системного регистра. Эта таблица содержит дескрипторы специальных типов - шлюзы прерываний, шлюзы исключений и шлюзы задач. Шлюз прерываний содержат не только логический адрес обработчика прерывания, но и поле доступа. Программа может вызвать прерывание только в том случае, если она имеет для этого достаточный уровень доступа. Таким образом, операционная система, работающая в защищенном режиме, может запретить прикладным программам вызывать некоторые или все программные прерывания.
Для обработки прерываний в реальном режиме процессор использует таблицу векторов прерываний. Эта таблица располагается в самом начале оперативной памяти, т.е. её физический адрес - 00000.
Таблица векторов прерываний реального режима состоит из 256 элементов по 4 байта, таким образом её размер составляет 1 килобайт. Элементы таблицы - дальние указатели на процедуры обработки прерываний. Указатели состоят из 16-битового сегментного адреса процедуры обработки прерывания и 16-битового смещения. Причём смещение хранится по младшему адресу, а сегментный адрес - по старшему.
Когда происходит программное или аппаратное прерывание, текущее содержимое регистров CS, IP а также регистра флагов FLAGS записывается в стек программы (который, в свою очередь, адресуется регистровой парой SS:SP). Далее из таблицы векторов прерываний выбираются новые значения для CS и IP, при этом управление передаётся на процедуру обработки прерывания.
Перед входом в процедуру обработки прерывания принудительно сбрасываются флажки трассировки TF и разрешения прерываний IF. Поэтому если ваша процедура прерывания сама должна быть прерываемой, вам необходимо разрешить прерывания командой STI. В противном случае, до завершения процедуры обработки прерывания все прерывания будут запрещены.
Завершив обработку прерывания, процедура должна выдать команду IRET, по которой из стека будут извлечены значения для CS, IP, FLAGS и загружены в соответствующие регистры. Далее выполнение прерванной программы будет продолжено.
Что же касается аппаратных маскируемых прерываний, то в компьютере IBM AT и совместимых с ним существует всего шестнадцать таких прерываний, обозначаемых IRQ0-IRQ15. В реальном режиме для обработки прерываний IRQ0-IRQ7 используются вектора прерываний от 08h до 0Fh, а для IRQ8-IRQ15 - от 70h до 77h.
Для обработки особых ситуаций - исключений - разработчики процессора i80286 зарезервировали 31 номер прерывания. Перед тем, как передать управление обработчику исключения, для многих зарезервированных прерываний процессор помещает в стек 16-битовый код ошибки. Этот код ошибки программа может проанализировать и тем самым получить некоторую дополнительную информацию об ошибке.
Формат кода ошибки процессора i80286.Поле индекса содержит индекс дескриптора, при обращении к которому произошла ошибка. Поле I, равное 1, означает, что этот индекс относится к таблице IDT. В этом случае произошла ошибка при обработке прерывания или исключения. Если бит I равен 0, поле TI выбирает таблицу дескрипторов (GDT или LDT) по аналогии с соответствующим полем селектора. Бит EXT устанавливается в том случае, когда ошибка произошла не в результате выполнения текущей команды, а по внешним относительно выполняемой программы причинам. Коды ошибок включаются в стек не для всех исключений. Программа сможет проанализировать этот код только для следующих исключений: 1) 08h - двойная ошибка; 2)0Ah - недействительный TSS; 3) 0Bh - отсутствие сегмента в памяти; 4) 0Ch - исключение при работе со стеком; 5)0Dh - исключение по защите памяти. При обработке прерываний в защищённом режиме является свойство повторной запускаемости исключений. Пусть в нашей системе реализована виртуальная память. Программа в некоторый момент времени обратилась к отсутствующему в оперативной памяти сегменту, выдав какую-либо команду. Возникло исключение 0Bh - отсутствие сегмента в памяти. Обработчик этого исключения, входящий в состав операционной системы выполнил свопинг соответствующего сегмента в оперативную память. Дальше повтор выполнения прерванной команды. Это можно сделать, так как для всех повторно запускаемых исключений (кроме 03h - прерывание по точке останова и 04h - переполнение) в стек включается адрес не следующей за прерванной командой, а адрес первого байта команды, которая вызвала исключение. Выполнив команду IRET, программа обработки исключения вновь передаст управление прерванной команде. Свойством повторной запускаемости обладает большинство зарезервированных прерываний, кроме следующих: 1)01h - прерывание для пошаговой работы;
08h - двойная ошибка;
09h - превышение сегмента сопроцессором;
0Dh - исключение по защите памяти;
10h - исключение сопроцессора.
- 2. Теневая память
- 6.Недостатки ms-dos и пути их преодоления
- 7.Структура conventional памяти
- 9. Обработчики 09h и 16h клавиатуры
- 10. Extended память
- Expanded память
- Upper память
- 14.Структура данных на магнитных дисках
- 15. Клавиатура. Scan-код
- 16. Распределение памяти в реальном режиме
- Адресация озу при использовании сегментации в защищённом режиме
- 19. Hma память
- Механизм страничной адресации
- 23.Тест клавиатуры
- 24. Прерывания bios
- Преобразование логического адреса в физический при включённой страничной адресации
- 26. Исключения и их обработка
- 27. Управление клавиатурой
- 28. Приоритет обработки прерываний
- Привилегии и защита программ
- 30.Механизм виртуальной памяти
- 31.Дескрипторы сегментных регистров
- 32.Кэш память
- 33.Таблицы локальных и глобальных дескрипторов
- 34.Cga, vga адаптеры
- Характеристики vga адаптеров
- 35.Таблица дескрипторов idt
- 37.Шлюзы и их применение
- 38.Понятие дескриптора
- 39. Адаптер дисплея
- 40.Функции dos и bios для клавиатуры
- 41 Пять компонентов защиты
- 42.Виртуальный 8086
- 43.Классы приоритетов
- 44.Многозадачный режим. Статические и динамические наборы
- 45.Шлюз задач
- 46. Библиотеки dll
- Явная компоновка
- 47.Виртуальная память процессора
- 48.Адресное пространство w9х
- 49.Адресное пространство nt
- 51. Файл подкачки страниц
- 52. Два процесса – один ехе файл.
- 53. Физическая память и страничный файл
- Физическая память в страничном файле не хранится
- 54. Алгоритм загрузки программ
- 56. Переданная и зарезервированная память
- 57.Разделы ехе файла
- 58. Проецируемые в память файлы
- 59.Механизмы работы с файлами больших размеров
- 60. Различия в обработке прерываний и исключений