36 asm ("mov %%fs,%%ax":"=a" ( res):); \ 37 res;}) 38 // 以下定义了一些函数原型 39 void page_exception(void); // 页异常实际是 page_fault(mm/page.s,14) void divi

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炎攸广
5 years ago
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1 程序 8-2 linux/kernel/traps.c 1 /* 2 * linux/kernel/traps.c 3 * 4 * (C) 1991 Linus Torvalds 5 */ 6 7 /* 8 * 'Traps.c' handles hardware traps and faults after we have saved some 9 * state in 'asm.s'. Currently mostly a debugging-aid, will be extended 10 * to mainly kill the offending process (probably by giving it a signal, 11 * but possibly by killing it outright if necessary). 12 */ /* * 在程序 asm.s 中保存了一些状态后, 本程序用来处理硬件陷阱和故障目前主要用于调试目的, * 以后将扩展用来杀死遭损坏的进程 ( 主要是通过发送一个信号, 但如果必要也会直接杀死 ) */ 13 #include <string.h> // 字符串头文件主要定义了一些有关内存或字符串操作的嵌入函数 #include <linux/head.h> // head 头文件, 定义了段描述符的简单结构, 和几个选择符常量 16 #include <linux/sched.h> // 调度程序头文件, 定义了任务结构 task_struct 初始任务 0 的数据, // 还有一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式汇编函数宏语句 17 #include <linux/kernel.h> // 内核头文件含有一些内核常用函数的原形定义 18 #include <asm/system.h> // 系统头文件定义了设置或修改描述符 / 中断门等的嵌入式汇编宏 19 #include <asm/segment.h> // 段操作头文件定义了有关段寄存器操作的嵌入式汇编函数 20 #include <asm/io.h> // 输入 / 输出头文件定义硬件端口输入 / 输出宏汇编语句 21 // 以下语句定义了三个嵌入式汇编宏语句函数有关嵌入式汇编的基本语法见本程序列表后的说明 // 用圆括号括住的组合语句 ( 花括号中的语句 ) 可以作为表达式使用, 其中最后的 res 是其输出值 // 第 23 行定义了一个寄存器变量 res 该变量将被保存在一个寄存器中, 以便于快速访问和操作 // 如果想指定寄存器 ( 例如 eax), 那么我们可以把该句写成 register char res asm("ax"); // 取段 seg 中地址 addr 处的一个字节 // 参数 :seg - 段选择符 ;addr - 段内指定地址 // 输出 :%0 - eax ( res); 输入 :%1 - eax (seg);%2 - 内存地址 (*(addr)) 22 #define get_seg_byte(seg,addr) ({ \ 23 register char res; \ 24 asm ("push %%fs;mov %%ax,%%fs;movb %%fs:%2,%%al;pop %%fs" \ 25 :"=a" ( res):"0" (seg),"m" (*(addr))); \ 26 res;}) 27 // 取段 seg 中地址 addr 处的一个长字 (4 字节 ) // 参数 :seg - 段选择符 ;addr - 段内指定地址 // 输出 :%0 - eax ( res); 输入 :%1 - eax (seg);%2 - 内存地址 (*(addr)) 28 #define get_seg_long(seg,addr) ({ \ 29 register unsigned long res; \ 30 asm ("push %%fs;mov %%ax,%%fs;movl %%fs:%2,%%eax;pop %%fs" \ 31 :"=a" ( res):"0" (seg),"m" (*(addr))); \ 32 res;}) 33 // 取 fs 段寄存器的值 ( 选择符 ) // 输出 :%0 - eax ( res) 34 #define _fs() ({ \ 35 register unsigned short res; \

2 36 asm ("mov %%fs,%%ax":"=a" ( res):); \ 37 res;}) 38 // 以下定义了一些函数原型 39 void page_exception(void); // 页异常实际是 page_fault(mm/page.s,14) void divide_error(void); // int0(kernel/asm.s,20) 42 void debug(void); // int1(kernel/asm.s,54) 43 void nmi(void); // int2(kernel/asm.s,58) 44 void int3(void); // int3(kernel/asm.s,62) 45 void overflow(void); // int4(kernel/asm.s,66) 46 void bounds(void); // int5(kernel/asm.s,70) 47 void invalid_op(void); // int6(kernel/asm.s,74) 48 void device_not_available(void); // int7(kernel/sys_call.s,158) 49 void double_fault(void); // int8(kernel/asm.s,98) 50 void coprocessor_segment_overrun(void); // int9(kernel/asm.s,78) 51 void invalid_tss(void); // int10(kernel/asm.s,132) 52 void segment_not_present(void); // int11(kernel/asm.s,136) 53 void stack_segment(void); // int12(kernel/asm.s,140) 54 void general_protection(void); // int13(kernel/asm.s,144) 55 void page_fault(void); // int14(mm/page.s,14) 56 void coprocessor_error(void); // int16(kernel/sys_call.s,140) 57 void reserved(void); // int15(kernel/asm.s,82) 58 void parallel_interrupt(void); // int39(kernel/sys_call.s,295) 59 void irq13(void); // int45 协处理器中断处理 (kernel/asm.s,86) 60 void alignment_check(void); // int46(kernel/asm.s,148) 61 // 该子程序用来打印出错中断的名称出错号调用程序的 EIP EFLAGS ESP fs 段寄存器值 // 段的基址段的长度进程号 pid 任务号 10 字节指令码如果堆栈在用户数据段, 则还 // 打印 16 字节的堆栈内容这些信息可用于程序调试 62 static void die(char * str,long esp_ptr,long nr) 63 { 64 long * esp = (long *) esp_ptr; 65 int i; printk("%s: %04x\n\r",str,nr&0xffff); // 下行打印语句显示当前调用进程的 CS:EIP EFLAGS 和 SS:ESP 的值参照错误! 未找到引用源可知, 这里 esp[0] // 即为图中的 esp0 位置因此我们把这句拆分开来看为 : // (1) EIP:\t%04x:%p\n -- esp[1] 是段选择符 (cs),esp[0] 是 eip // (2) EFLAGS:\t%p -- esp[2] 是 eflags // (3) ESP:\t%04x:%p\n -- esp[4] 是原 ss,esp[3] 是原 esp 68 printk("eip:\t%04x:%p\neflags:\t%p\nesp:\t%04x:%p\n", 69 esp[1],esp[0],esp[2],esp[4],esp[3]); 70 printk("fs: %04x\n",_fs()); 71 printk("base: %p, limit: %p\n",get_base(current->ldt[1]),get_limit(0x17)); 72 if (esp[4] == 0x17) { // 若原 ss 值为 0x17( 用户栈 ), 则还打印出 73 printk("stack: "); // 用户栈中的 4 个长字值 (16 字节 ) 74 for (i=0;i<4;i++) 75 printk("%p ",get_seg_long(0x17,i+(long *)esp[3])); 76 printk("\n"); 77 } 78 str(i); // 取当前运行任务的任务号 (include/linux/sched.h,210 行 )

3 79 printk("pid: %d, process nr: %d\n\r",current->pid,0xffff & i); // 进程号, 任务号 80 for(i=0;i<10;i++) 81 printk("%02x ",0xff & get_seg_byte(esp[1],(i+(char *)esp[0]))); 82 printk("\n\r"); 83 do_exit(11); /* play segment exception */ 84 } 85 // 以下这些以 do_ 开头的函数是 asm.s 中对应中断处理程序调用的 C 函数 86 void do_double_fault(long esp, long error_code) 87 { 88 die("double fault",esp,error_code); 89 } void do_general_protection(long esp, long error_code) 92 { 93 die("general protection",esp,error_code); 94 } void do_alignment_check(long esp, long error_code) 97 { 98 die("alignment check",esp,error_code); 99 } void do_divide_error(long esp, long error_code) 102 { 103 die("divide error",esp,error_code); 104 } 105 // 参数是进入中断后被顺序压入堆栈的寄存器值参见 asm.s 程序第行 106 void do_int3(long * esp, long error_code, 107 long fs,long es,long ds, 108 long ebp,long esi,long edi, 109 long edx,long ecx,long ebx,long eax) 110 { 111 int tr; asm ("str %%ax":"=a" (tr):"" (0)); // 取任务寄存器值 tr 114 printk("eax\t\tebx\t\tecx\t\tedx\n\r%8x\t%8x\t%8x\t%8x\n\r", 115 eax,ebx,ecx,edx); 116 printk("esi\t\tedi\t\tebp\t\tesp\n\r%8x\t%8x\t%8x\t%8x\n\r", 117 esi,edi,ebp,(long) esp); 118 printk("\n\rds\tes\tfs\ttr\n\r%4x\t%4x\t%4x\t%4x\n\r", 119 ds,es,fs,tr); 120 printk("eip: %8x CS: %4x EFLAGS: %8x\n\r",esp[0],esp[1],esp[2]); 121 } void do_nmi(long esp, long error_code) 124 { 125 die("nmi",esp,error_code); 126 } void do_debug(long esp, long error_code) 129 {

4 130 die("debug",esp,error_code); 131 } void do_overflow(long esp, long error_code) 134 { 135 die("overflow",esp,error_code); 136 } void do_bounds(long esp, long error_code) 139 { 140 die("bounds",esp,error_code); 141 } void do_invalid_op(long esp, long error_code) 144 { 145 die("invalid operand",esp,error_code); 146 } void do_device_not_available(long esp, long error_code) 149 { 150 die("device not available",esp,error_code); 151 } void do_coprocessor_segment_overrun(long esp, long error_code) 154 { 155 die("coprocessor segment overrun",esp,error_code); 156 } void do_invalid_tss(long esp,long error_code) 159 { 160 die("invalid TSS",esp,error_code); 161 } void do_segment_not_present(long esp,long error_code) 164 { 165 die("segment not present",esp,error_code); 166 } void do_stack_segment(long esp,long error_code) 169 { 170 die("stack segment",esp,error_code); 171 } void do_coprocessor_error(long esp, long error_code) 174 { 175 if (last_task_used_math!= current) 176 return; 177 die("coprocessor error",esp,error_code); 178 } void do_reserved(long esp, long error_code) 181 { 182 die("reserved (15,17-47) error",esp,error_code);

5 183 } 184 // 下面是异常 ( 陷阱 ) 中断程序初始化子程序设置它们的中断调用门 ( 中断向量 ) // set_trap_gate() 与 set_system_gate() 都使用了中断描述符表 IDT 中的陷阱门 (Trap Gate), // 它们之间的主要区别在于前者设置的特权级为 0, 后者是 3 因此断点陷阱中断 int3 溢出中断 // overflow 和边界出错中断 bounds 可以由任何程序调用这两个函数均是嵌入式汇编宏程序, // 参见 include/asm/system.h, 第 36 行 39 行 185 void trap_init(void) 186 { 187 int i; set_trap_gate(0,&divide_error); // 设置除操作出错的中断向量值以下雷同 190 set_trap_gate(1,&debug); 191 set_trap_gate(2,&nmi); 192 set_system_gate(3,&int3); /* int3-5 can be called from all */ 193 set_system_gate(4,&overflow); /* int3-5 可以被所有程序执行 */ 194 set_system_gate(5,&bounds); 195 set_trap_gate(6,&invalid_op); 196 set_trap_gate(7,&device_not_available); 197 set_trap_gate(8,&double_fault); 198 set_trap_gate(9,&coprocessor_segment_overrun); 199 set_trap_gate(10,&invalid_tss); 200 set_trap_gate(11,&segment_not_present); 201 set_trap_gate(12,&stack_segment); 202 set_trap_gate(13,&general_protection); 203 set_trap_gate(14,&page_fault); 204 set_trap_gate(15,&reserved); 205 set_trap_gate(16,&coprocessor_error); 206 set_trap_gate(17,&alignment_check); // 下面把 int17-47 的陷阱门先均设置为 reserved, 以后各硬件初始化时会重新设置自己的陷阱门 207 for (i=18;i<48;i++) 208 set_trap_gate(i,&reserved); // 设置协处理器中断 0x2d(45) 陷阱门描述符, 并允许其产生中断请求设置并行口中断描述符 209 set_trap_gate(45,&irq13); 210 outb_p(inb_p(0x21)&0xfb,0x21); // 允许 8259A 主芯片的 IRQ2 中断请求 211 outb(inb_p(0xa1)&0xdf,0xa1); // 允许 8259A 从芯片的 IRQ13 中断请求 212 set_trap_gate(39,&parallel_interrupt); // 设置并行口 1 的中断 0x27 陷阱门描述符 213 } 214

1 CPU interrupt INT trap CPU exception

1 CPU interrupt INT trap CPU exception 2 X86 CPU gate 64 16 1 2 5 8 16 16 P DPL 00101 TSS 101 DPL P 1 64 16 1 2 1 1 3 3 5 16 16 16 P DPL 0 D 000 16 110 111 100 D 1=32 0=16 DPL P 1 INT DPL1>=CPL>=DPL CPU

36 asm ("mov %%fs,%%ax":"=a" ( res):); \ 37 res;}) 38 // 以下定义了一些函数原型 39 void page_exception(void); // 页异常 实际是 page_fault(mm/page.s,14) void divi

36 asm ("mov %%fs,%%ax":"=a" ( res):); \ 37 res;}) 38 // 以下定义了一些函数原型 39 void page_exception(void); // 页异常实际是 page_fault(mm/page.s,14) void divi