Linux の割り込み処理 【第１回】

本日は 「Linux の割り込み処理 【第１回】」 ということで書きたいと思います。
以下の内容は Intel 8086 系です。他のアーキは別の機会ということで。

「割り込み」 と一口に言っても、IRQ を介したハード割り込みや、CPU が発生させる例外など、色々あります。
各割り込みには 0 から 255 までの番号が付けられており、それぞれを 「割り込みベクタ」 と呼んでいます。
それらのベクタは idt_table （Interrupt Descriptor Table） というものに書かれており、ベクタの種類や割り込みに対する処理などを知ることができます。

crash> rd idt_table 512
c03cc000:  00605250 c02d8f00 006052e0 c02d8e00
c03cc010:  00605330 c02d8e00 006053c8 c02dee00
c03cc020:  006053f8 c02def00 00605404 c02def00
c03cc030:  00605410 c02d8f00 006052a8 c02d8f00

（中略）

c03cc7e0:  00605170 c02d8e00 00605190 c02d8e00
c03cc7f0:  006051f0 c02d8e00 00605210 c02d8e00

ベクタはサイズが 8 byte で 256 個ありますので、合計 2048 byte です。

そして、各割り込みの使用目的は以下のようになっています。

• 0 から 31 までのベクタは例外と non maskable 割り込み
• 32 から 47 までのベクタは IRQ による割り込み
• 48 から 255 までのベクタはソフトウェア割り込み

例として、0 番について見ます。

crash> rd idt_table 2
c03cc000:  00605250 c02d8f00

40 - 43 bit がこのベクタの種類を表しており、

• 0101 ならタスクゲート （最後が 500）
• 1110 なら割り込みゲート （最後が e00）
• 1111 ならトラップゲート （最後が f00）

となります。これはトラップゲートです。

次にベクタが呼ばれた場合の処理ですが、0 - 15 bit が low-part, 48 - 63 bit が high-part となる 32 bit のアドレスが使用されます。
この場合、アドレスは 0xc02d5250 となります。
これは以下のように、除算エラーの例外ハンドラです。

crash> sym c02d5250
c02d5250 (T) divide_error

次に、14 番について見ます。

crash> rd idt_table+14*8 2
c03cc070:  00605464 c02d8e00

40 - 43 bit が e00 なので、割り込みゲートです。
0 - 15 bit を low-part, 48 - 63 bit を high-part として組み合わせると、アドレスは 0xc02d5464 となります。
これは以下のように、ページフォールトの例外ハンドラです。

crash> sym c02d5464
c02d5464 (T) page_fault

今回はここまでにしますが、次回 （があれば） IRQ の割り込みや、システムコールについて書きたいと思います。