4. Идентификация источников прерываний

К сожалению, архитектура процессоров семейства 80x86 не позволяет однозначно идентифицировать источник прерывания по его вектору. Например, прерывание по вектору 0 может произойти по одной из следующих причин:

– по обнаружению ошибки во время выполнения инструкций деления DIVиIDIV(“штатная” причина для прерывания по этому вектору);

– по инструкции INT 0;

– при поступлении сигнала внешнего маскируемого прерывания, сопровождаемого передачей нулевого номера вектора прерывания⁵.

В связи с отсутствием однозначной идентификации при возникновении прерывания его обработчик должен определить конкретную причину возникновения прерывания. Способ идентификации определяется программистом, однако в любом случае следует обратить внимание на следующие моменты.

Используемый в персональных компьютерах контроллер прерываний на базе микросхем типа 8259 (эмулируемый современными чипсетами) фиксирует факт обслуживания прерывания по каждой из своих линий запросов прерываний. Обработчик прерывания должен проверить состояние соответствующего внутреннего регистра контроллера прерываний, чтобы определить, послужил ли причиной прерывания внешний запрос или какое-нибудь событие внутри программы. Естественно, что если данному вектору прерывания не соответствует какая-либо линия запроса внешнего прерывания (IRQ), то и произойти это прерывание по внешнему запросу не может.

При прерывании по ошибке деления (вектор 0) сохранённый в стеке адрес будет указывать на команду деления, вызвавшую прерывание, в то время как при выполнении инструкции INT 0– на следующую за ней инструкцию, которая также может оказаться командой деления. Необходимо проанализировать код команды, на которую указывает сохранённый в стеке адрес инструкции – если это не команда деления, то причиной прерывания является инструкцияINT 0. Если же сохранён адрес команды деления, то требуется “ручная” проверка её параметров. Если они окажутся корректными, то прерывание возникло из-за инструкцииINT 0, непосредственно предшествующей команде деления. Если же параметры некорректны, причиной могла послужить и предшествовавшая инструкцияINT 0, и инструкция деления. Совершенно однозначная идентификация в такой ситуации невозможна: хотя последние два байта, предшествующие команде деления, могут совпасть с кодом командыINT 0(CD00), нельзя поручиться, что эти байты не являются частью многобайтового кода какой-нибудь другой команды.

Чтобы определить, произошло ли прерывание по вектору 1 в результате трассировки выполнения программы с помощью флажка TFили из-за выполнения инструкцииINT 1, нужно проверить состояние флажкаTFв содержимом регистраFLAGS, сохранённом в стеке в процессе прерывания. Если этот флажок там сброшен, прерывание было вызвано инструкциейINT 1. Если же флажок был установлен, то имело место прерывание трассировки, что, однако, не исключает вероятности того, что одновременно была выполнена и инструкцияINT 1. Однозначная идентификация в такой ситуации невозможна по той же причине, что и для вектора 0.

Прерывание по вектору 2 может произойти либо при поступлении внешнего сигнала немаскируемого прерывания NMI, либо при выполнении двухбайтовой командыINT 2. Однозначная идентификация возможна только в том случае, если аппаратура вычислительной машины обеспечивает программно-доступную фиксацию сведений о возникшем немаскируемом прерывании подобно тому, как контроллер прерываний 8259 при соответствующем программировании фиксирует информацию о маскируемых запросах прерываний по линиямIRQ.

Прерывания по векторам 3 и 4 могут быть программно идентифицированы однозначно: они происходят либо из-за выполнения однобайтовых инструкций INT3иINTO(кодыCCиCEсоответственно), либо из-за двухбайтовых инструкцийINT 3иINT 4(кодыCD03 иCD04 соответственно).

Таким образом, в общем случае абсолютно точно идентифицировать источник прерывания по векторам 0–2 невозможно. Как уже упоминалось, фирма Intelзарезервировала векторы 0–31 для “внутренних нужд” микропроцессора; часть из них задействована в современных образцах процессоров. Поэтому настоятельно не рекомендуется использовать инструкцииINTс номерами 0–31, а также назначать этим векторам маскируемые аппаратные прерывания.