至此，我们已经理解了X86架构如何在硬件层面如何处理中断和异常，那么接下来，我们看看Linux内核管理这些中断和异常。
同所有的设备一样，我们在使能硬件之前，必须先初始化其相关的数据结构。而Linux使用中断描述符表IDT记录管理所有的中断和异常。那么，首先，Linux内核应该把IDT的起始地址写入idtr寄存器，然后初始化所有的表项。这一步在初始化系统时完成。
因为汇编指令int允许用户进程发送任意编号的中断（0-255）。为此，IDT的初始化必须考虑阻止由用户进程int指令引发的非法中断和异常。可以通过将中断描述符表中的DPL域设为0来实现。如果用户进程试图发送非法中断信号，CPU控制单元比较CPL和DPL的值，发出常规保护的异常。
但是，大部分时候，用户态进程必须能够发送可编程异常。那么把相应的中断或陷阱门描述符的DPL域设为3即可。比如系统调用。
让我们看看Linux如何实现这种策略。
中断、陷阱和系统门
在之前的文章中，我们已经介绍过，Intel提供了三种类型的中断描述符：任务，中断和陷阱门描述符。Linux的分类有些不同，它们如下所示：
- 中断门 和Intel的中断门相同。所有的用户进程不能访问（该门的DPL设为0）。所有Linux的中断处理程序都是通过中断门激活的，也就是说只能在内核态访问。
- 系统门
属于Intel的陷阱门，可以被用户态进程访问（该门的DPL设为3）。三个Linux异常处理程序对应的中断号分别是4、5和128，分别使用
into、bound和int $0x80三条汇编指令发出对应的中断信号。 - 系统中断门 属于Intel的中断门，用户态进程可以访问（该门的DPL域设为3）。中断号为3的异常处理程序通过系统中断门激活，可以使用在用户态使用int3指令实现。
- 陷阱门 属于Intel陷阱门，不能被用户态程序访问（该门的DPL设为0）。用来访问大部分的异常处理程序。
- 任务门
属于Intel任务门，用户态进程不能访问（该门的DPL设为0）。专门访问处理
Double fault异常的处理程序。
对应上面的5种分类，分别有相应的函数可以初始化IDT（这些函数与硬件架构息息相关），如下所示：
- set_intr_gate(n,addr) 插入中断门。该门内的端选择器设为内核态代码所在的段。Offset被设为addr，就是中断处理程序的地址。DPL域设为0。
- set_system_gate(n,addr) 插入系统门。其余描述与上面的函数相同。
- set_system_intr_gate(n,addr) 插入系统中断门。该门内的端选择器设为内核态代码所在的段。Offset被设为addr，就是异常处理程序的地址。DPL域设为3。
- set_trap_gate(n,addr) 插入陷阱门，DPL被设为3。其余与上面函数相同。
- set_task_gate(n,gdt) 插入任务门。段选择器设为要执行的函数所在的段。Offset设为0，而DPL设为3。
IDT第一次初始化
其实，IDT被初始化两次。第一次是在BIOS程序中，此时CPU还工作在实模式下。一旦Linux启动，IDT会被搬运到RAM的受保护区域并被第二次初始化，因为Linux不会使用任何BIOS程序。
IDT结构被存储在idt_table表中，包含256项。idt_descr变量存储IDT的大小和它的地址，在系统的初始化阶段，内核用来设置idtr寄存器，专用汇编指令是lidt。
内核初始化的时候，汇编函数setup_idt()用相同的中断门填充idt_table表的所有项，都指向ignore_int()中断处理函数：
代码语言：javascript复制setup_idt:
lea ignore_int, �x
movl $(__KERNEL_CS << 16), �x
movw %dx, %ax /* = 0x0010 = cs */
movw $0x8e00, %dx /* 中断门，DPL=0 */
lea idt_table, �i /* 加载idt表的地址到寄存器edi中 */
mov $256, �x
rp_sidt:
movl �x, (�i) /* 设置中断处理函数 */
movl �x, 4(�i) /* 设置段描述符 */
addl $8, �i /* 跳转到IDT表的下一项 */
dec �x /* 自减 */
jne rp_sidt
ret
中断处理函数ignore_int()，也是一个汇编语言编写的函数，相当于一个null函数，它执行：
- 保存一些寄存器到堆栈中。
- 调用printk()函数打印
Unknown interrupt系统消息`。 - 从堆栈中恢复寄存器的内容。
- 执行iret指令回到调用处。
正常情况下，此时的中断处理函数ignore_int()是不应该被执行的。如果在console或者log日志中出现Unknown interrupt的消息，说明发生硬件错误或者内核错误。
完成这次IDT表的初始化之后，内核还会进行第二次初始化，用真正的trap或中断处理函数代替刚才的null函数。一旦这两步初始化都完成，IDT表就包含具体的中断、陷阱和系统门，用以控制每个中断请求。
对于IDT表的第二次初始化过程，我们将分别以异常和中断的视角分开阐述。请参考后面的文章。
