Interrupt Descriptor Table

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IDT steht für Interrupt Descriptor Table. Sie wird im Protected Mode und im Long Mode des x86 verwendet, um Interrupts ihre Handler (ISRs) zuzuordnen. Die Einträge in der Tabelle heißen Interruptdeskriptoren.

Inhaltsverzeichnis

Aufbau

Die IDT besteht aus einem Speicherbereich, in dem direkt aufeinanderfolgend die bis zu 256 Interruptdeskriptoren abgelegt sind (d.h. in Hochsprachen aus einem gepackten Array von 256 Deskriptoren). Für die Behandlung des Interrupt 0 wird der erste Eintrag der Tabelle benutzt, für Interrupt 1 der zweite usw.

Die Tabelle kann weniger als 256 Einträge haben. Wenn einer der Interrupts ausgelöst wird, die dadurch nicht von der IDT beschrieben sind und deren Interrupthandler folglich nicht aufgerufen werden kann, wird stattdessen ein #GP (General Protection Fault, siehe Exception) ausgelöst.

Deskriptor

Ein Deskriptor in der IDT ist im Protected Mode 64 Bit und im Long Mode 128 Bit lang. Die in der Tabelle grau hinterlegten Einträge gelten nur für den Long Mode.

Bits Name Beschreibung
0-15 Offset 0-15 Gibt das Offset des ISR innerhalb des Segments an. Wenn der entsprechende Interrupt auftritt, wird eip auf diesen Wert gesetzt.
16-31 Selector Gibt den Selector des Codesegments an, in das beim Auftreten des Interrupts gewechselt werden soll. Im Allgemeinen ist dies das Kernel-Codesegment (Ring 0).
32-34 000 / IST Gibt im LM den Index in die IST an, ansonsten 0!
35-39 Reserviert Wird ignoriert
40-42 Typ Gibt die Art des Interrupts an
43 D Gibt an, ob es sich um ein 32bit- (1) oder um ein 16bit-Segment (0) handelt.
Im LM: Für 64-Bit LDT 0, ansonsten 1
44 0
45-46 DPL Gibt das Descriptor Privilege Level an, das man braucht um diesen Interrupt aufrufen zu dürfen.
47 P Gibt an, ob dieser Eintrag benutzt wird.
48-63 Offset 16-31
64-95 Offset 32-63 (Nur im Long Mode, im Protected Mode hat der Deskriptor nur 64 Bit!)
96-127 Reserviert (0) (Nur im Long Mode, im Protected Mode hat der Deskriptor nur 64 Bit!)

Interrupt-Arten (Typ)

Wert Bedeutung
110b Interrupt Gate - Beim Springen in den Interrupthandler wird eflags.if = 0 gesetzt, d.h. Hardwareinterrupts werden deaktiviert, solange der Handler läuft
111b Trap Gate - Beim Sprung in den Interrupthandler bleiben Hardwareinerrupts aktiviert
101b Task Gate - Beim Auftreten des Interrupts wird ein Hardware-Taskswitch durchgeführt. Der Selector zeigt in diesem Fall nicht auf ein Codesegment, sondern auf ein TSS. Das Offset bleibt unbenutzt.

Laden einer IDT

Zum Laden einer IDT muss die Instruktion lidt <p> mit der Adresse einer 6 Bytes großen Datenstruktur aufgerufen werden. Die Datenstruktur sieht folgendermaßen aus:

Offset Bedeutung
0-15 Das Limit der IDT
16-47 Die Base der IDT

Die Anfangsadresse (Basis) ist die lineare Adresse des ersten Eintrags in der IDT und das Limit ist die Größe der IDT verringert um 1.

Damit kann eine IDT beispielsweise mit Code wie dem folgenden geladen werden:

static uint64_t idt[IDT_ENTRIES];
 
// ...
 
struct {
    uint16_t limit;
    void* pointer;
} __attribute__((packed)) idtp = {
    .limit = IDT_ENTRIES * 8 - 1,
    .pointer = idt,
};
asm volatile("lidt %0" : : "m" (idtp));

Oder in Assembler:

lidt [idtr]
 
...
 
idtr:
    dw IDT_ENTRIES * 8 - 1,
    dd idt
 
idt:
    ...

Siehe auch

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