1.中断描述符表的定义（arch/x86/kernel/traps.c）
1 gate_desc debug_idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
定义的描述符表为一个结构体数组，数组元素类型为gate_desc，大小为8B。NR_VECTORS宏为256，即描述符表大小为256*8B。
2.idt_descr变量的定义（arch/x86/kernel/head_32.S）
1 idt_descr: 2 .word IDT_ENTRIES*8-1 # idt contains 256 entries 3 .long idt_table 4 5 # boot GDT descriptor (later on used by CPU#0): 6 .word 0 # 32 bit align gdt_desc.address
这是内核定义的一个全局变量，存放有中断描述符表的大小和首地址。该变量将存放在idtr寄存器中。
3.中断描述符初步的初始化（arch/x86/kernel/head_32.S）
1 __INIT 2 setup_once: 3 /* 4 * Set up a idt with 256 entries pointing to ignore_int, 5 * interrupt gates. It doesn‘t actually load idt - that needs 6 * to be done on each CPU. Interrupts are enabled elsewhere, 7 * when we can be relatively sure everything is ok. 8 */ 9 10 movl $idt_table,%edi 11 movl $early_idt_handlers,%eax12 movl $NUM_EXCEPTION_VECTORS,%ecx 13 1: 14 movl %eax,(%edi) 15 movl %eax,4(%edi) 16 /* interrupt gate, dpl=0, present */ 17 movl $(0x8E000000 + __KERNEL_CS),2(%edi) 18 addl $9,%eax 19 addl $8,%edi 20 loop 1b 21 22 movl $256 - NUM_EXCEPTION_VECTORS,%ecx 23 movl $ignore_int,%edx 24 movl $(__KERNEL_CS << 16),%eax 25 movw %dx,%ax /* selector = 0x0010 = cs */ 26 movw $0x8E00,%dx /* interrupt gate - dpl=0, present */ 27 2: 28 movl %eax,(%edi) 29 movl %edx,4(%edi) 30 addl $8,%edi 31 loop 2b 32 ... 33 ...
这段代码是对中断描述符表的初步初始化，14-20行是对前32个中断描述符进行初始化，让所有描述符指向early_idt_handlers处理函数。22-31行是对后256-32=224个中断描述符进行初始化，使之指向ignore_int处理函数。省略号以后是对GDT描述符表的初始化，这里不予讨论。
4.中断描述符表最终的初始化（arch/x86/kernel/traps.c）
1 void __init trap_init(void)
2 {
3 int i;
4
5 #ifdef CONFIG_EISA
6 void __iomem *p = early_ioremap(0x0FFFD9, 4);
7
8 if (readl(p) == ‘E‘ + (‘I‘<<8) + (‘S‘<<16) + (‘A‘<<24))
9 EISA_bus = 1;
10 early_iounmap(p, 4);
11 #endif
12
13 set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error);
14 set_intr_gate_ist(X86_TRAP_NMI, &nmi, NMI_STACK);
15 /* int4 can be called from all */
16 set_system_intr_gate(X86_TRAP_OF, &overflow);
17 set_intr_gate(X86_TRAP_BR, bounds);
18 set_intr_gate(X86_TRAP_UD, invalid_op);
19 set_intr_gate(X86_TRAP_NM, device_not_available);
20 #ifdef CONFIG_X86_32
21 set_task_gate(X86_TRAP_DF, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
22 #else
23 set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DF, &double_fault, DOUBLEFAULT_STACK);
24 #endif
25 set_intr_gate(X86_TRAP_OLD_MF, coprocessor_segment_overrun);
26 set_intr_gate(X86_TRAP_TS, invalid_TSS);
27 set_intr_gate(X86_TRAP_NP, segment_not_present);
28 set_intr_gate_ist(X86_TRAP_SS, &stack_segment, STACKFAULT_STACK);
29 set_intr_gate(X86_TRAP_GP, general_protection);
30 set_intr_gate(X86_TRAP_SPURIOUS, spurious_interrupt_bug);
31 set_intr_gate(X86_TRAP_MF, coprocessor_error);
32 set_intr_gate(X86_TRAP_AC, alignment_check);
33 #ifdef CONFIG_X86_MCE
34 set_intr_gate_ist(X86_TRAP_MC, &machine_check, MCE_STACK);
35 #endif
36 set_intr_gate(X86_TRAP_XF, simd_coprocessor_error);
37
38 /* Reserve all the builtin and the syscall vector: */
39 for (i = 0; i < FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i++)
40 set_bit(i, used_vectors);
41
42 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
43 set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, ia32_syscall);
44 set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
45 #endif
46
47 #ifdef CONFIG_X86_32
48 set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR, &system_call);FIRST_EXTERNAL_VECTOR
49 set_bit(SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
50 #endif
51
52 /*
53 * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
54 * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
55 * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
56 * It will be reloaded in cpu_init() */
57 __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
58 idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
59
60 /*
61 * Should be a barrier for any external CPU state:
62 */
63 cpu_init();
64
65 x86_init.irqs.trap_init();
66
67 #ifdef CONFIG_X86_64
68 memcpy(&debug_idt_table, &idt_table, IDT_ENTRIES * 16);
69 set_nmi_gate(X86_TRAP_DB, &debug);
70 set_nmi_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
71 #endif
72 }
该函数对中断描述表的进行了部分初始化，13-36行对系统已分配的异常和非屏蔽中断进行初始化，中断向量号为0-19。接着，39-40行在中断位图表中对已初始化的中断所对应的位进行标记。接着，43和48行又出始化了两个中断，一个是系统中断门，中断向量号为0x80，一个是系统陷阱门，中断向量号为2。
在该函数中，大家可以看出，对中断进行初始化的函数有如下几个：
1 set_intr_gate() 2 set_system_intr_gate() 3 set_system_trap_gate()4 set_task_gate()
这几个函数也在arch/x86/kernel/traps.c中定义。分别是对中断门，系统中断门，系统陷阱门，任务门描述符的初始化。进一步深入可发现，这几个函数都调用了如下的函数：
1 static inline void _set_gate(int gate, unsigned type, void *addr,
2 unsigned dpl, unsigned ist, unsigned seg)
3 {
4 gate_desc s;
5
6 pack_gate(&s, type, (unsigned long)addr, dpl, ist, seg);
7 /*
8 * does not need to be atomic because it is only done once at
9 * setup time
10 */
11 write_idt_entry(idt_table, gate, &s);
12 write_trace_idt_entry(gate, &s);
13 }
该函数定义在arch/x86/include/asm/desc.h文件中。在该函数中定义了一个gate_desc类型变量s，并将s的指针传递给pack_gate函数，把要初始化的描述符各个字段的值临时存放在s中。下边分析下pack_gate函数，在分析该函数之前，我们先看下gate_desc结构体。
1 struct desc_struct {
2 union {
3 struct {
4 unsigned int a;
5 unsigned int b;
6 };
7 struct {
8 u16 limit0;
9 u16 base0;
10 unsigned base1: 8, type: 4, s: 1, dpl: 2, p: 1;
11 unsigned limit: 4, avl: 1, l: 1, d: 1, g: 1, base2: 8;
12 };
13 };
14 } __attribute__((packed));
typedef struct desc_struct gate_desc
该结构体定义位于arch/x86/include/asm/desc_defs.h中。该结构体中包含了一个共用体，共用体中又包含了两个结构体。我们知道，共用体在分配内存单元时，并不为每个成员都分配，而是为最大的成员来分配。可以看出该共用体的两个结构体成员大小相等，都是8B，因此整个gate_desc结构体大小就为8B。我们可以使用共用体中的任意一个结构体成员来为这个gate_desc赋值，也就是说我们既可以将gate_desc看成是struct { unsigned int a; unsigned int b; };也可以看成是struct { u16 limit0; u16 base0; .... };下面在分析pack_gate函数过程中将看到赋值过程，我们将gate_desc看作是struct { unsigned int a; unsigned int b; };。
1 static inline void pack_gate(gate_desc *gate, unsigned char type,
2 unsigned long base, unsigned dpl, unsigned flags,
3 unsigned short seg)
4 {
5 gate->a = (seg << 16) | (base & 0xffff);
6 gate->b = (base & 0xffff0000) | (((0x80 | type | (dpl << 5)) & 0xff) << 8);
7 }
该函数也定义在arch/x86/include/asm/desc.h文件中。在该函数中为gate所指向的gate_desc描述符进行初始化。gate->a是描述符的0-31位，gate->b是描述符的32-63位。描述符的如下所示：
接着，我们分析_set_gate()中的11行，write_idt_entry()调用。
1 static inline void native_write_idt_entry(gate_desc *idt, int entry, const gate_desc *gate)
2 {
3 memcpy(&idt[entry], gate, sizeof(*gate));
4 }
#define write_idt_entry() native_write_idt_entry() //粗略的写了下，大家能明白就行
该函数定义在arch/x86/include/asm/desc.h中。在该函数中，使用memcpy()函数将gate中的字段复制到&idt[entry]所指向的各个字段中。很显然，idt[]数组就是内核中定义的中断描述符表，我们在文章开头给大家看过该定义。gate就是我们在_set_gate()中定义的临时变量s，在这里我们将s中的字段值赋给idt[]数组的对应元素，至此一个描述符的初始化工作就全部完成了，s变量的用途也就结束了，另外，entry变量中存放的是要初始化的中断向量号，用该号来定位idt数组的元素。
最后，再补充说明一点东西，回头看下第4点中的trap_init()函数，在该函数中对中断描述符表进行初始化，使用了很多初始化函数比如set_intr_gate()或set_system_intr_gate()等等，我们拿第一个初始化函数set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error)来做说明。X86_TRAP_DE是枚举类型参数，代表的是中断向量号，定义在arch/x86/include/asm/traps.h文件中。这种枚举类型其实有很多。
1 /* Interrupts/Exceptions */
2 enum {
3 X86_TRAP_DE = 0, /* 0, Divide-by-zero */
4 X86_TRAP_DB, /* 1, Debug */
5 X86_TRAP_NMI, /* 2, Non-maskable Interrupt */
6 X86_TRAP_BP, /* 3, Breakpoint */
7 X86_TRAP_OF, /* 4, Overflow */
8 X86_TRAP_BR, /* 5, Bound Range Exceeded */
9 X86_TRAP_UD, /* 6, Invalid Opcode */
10 X86_TRAP_NM, /* 7, Device Not Available */
11 X86_TRAP_DF, /* 8, Double Fault */
12 X86_TRAP_OLD_MF, /* 9, Coprocessor Segment Overrun */
13 X86_TRAP_TS, /* 10, Invalid TSS */
14 X86_TRAP_NP, /* 11, Segment Not Present */
15 X86_TRAP_SS, /* 12, Stack Segment Fault */
16 X86_TRAP_GP, /* 13, General Protection Fault */
17 X86_TRAP_PF, /* 14, Page Fault */
18 X86_TRAP_SPURIOUS, /* 15, Spurious Interrupt */
19 X86_TRAP_MF, /* 16, x87 Floating-Point Exception */
20 X86_TRAP_AC, /* 17, Alignment Check */
21 X86_TRAP_MC, /* 18, Machine Check */
22 X86_TRAP_XF, /* 19, SIMD Floating-Point Exception */
23 X86_TRAP_IRET = 32, /* 32, IRET Exception */
24 };
第二个参数，是汇编函数的函数名（在这里作为函数指针来使用），该函数为内核原先就定义好的中断或异常处理程序。这种类型的函数有很多，都定义在arch/x86/kernel/entry_32.S文件中，下边我们列举几个给大家看看，有兴趣自己去查。
1 ENTRY(segment_not_present) 2 RING0_EC_FRAME 3 ASM_CLAC 4 pushl_cfi $do_segment_not_present 5 jmp error_code 6 CFI_ENDPROC 7 END(segment_not_present) 8 9 ENTRY(stack_segment) 10 RING0_EC_FRAME 11 ASM_CLAC 12 pushl_cfi $do_stack_segment 13 jmp error_code 14 CFI_ENDPROC 15 END(stack_segment) 16 17 ENTRY(alignment_check) 18 RING0_EC_FRAME 19 ASM_CLAC 20 pushl_cfi $do_alignment_check 21 jmp error_code 22 CFI_ENDPROC 23 END(alignment_check) 24 25 ENTRY(divide_error) 26 RING0_INT_FRAME 27 ASM_CLAC 28 pushl_cfi $0 # no error code 29 pushl_cfi $do_divide_error 30 jmp error_code 31 CFI_ENDPROC 32 END(divide_error)
这些汇编代码只是异常处理程序的开头一部分，可以看到每一个汇编段中，都有一条pushl_cfi $do_***的指令，该$do_***才是真正的异常处理程序（函数名，也是函数指针），现将该函数名压入栈中，然后通过jmp error_code指令跳转到$do_***函数中。error_code其实也是一段汇编代码，在下篇博文中断（二）中，我们将分析该段代码。
至此，中断描述符的初始化工作就告一段落。文中有问题的地方希望大家指正。qq：1193533825