软件生成的中断和软件生成的异常有啥区别？

Posted 2023-02-19

【中文标题】软件生成的中断和软件生成的异常有啥区别？

【英文标题】：What's the difference between Software-Generated Interrupt and Software-Generated Exception?软件生成的中断和软件生成的异常有什么区别？

【发布时间】：2017-03-22 22:52:24

【问题描述】：

我正在阅读英特尔手册 3A 第 6 章中断和异常处理。

中断和异常分别有3个来源。

对于软件生成的中断，它说：

INT n 指令允许从内部产生中断 软件通过提供一个中断向量号作为操作数。为了 例如，INT 35 指令强制隐式调用 中断 35 的中断处理程序。来自的任何中断向量 0 到 255 可用作该指令中的参数。如果 处理器的预定义 NMI 向量被使用，但是，响应 处理器将与来自 NMI 的处理器不同 以正常方式产生的中断。如果向量号 2（NMI 向量）在该指令中使用，NMI 中断处理程序是 调用，但处理器的 NMI 处理硬件未激活。 INT n 指令在软件中产生的中断不能 被 EFLAGS 寄存器中的 IF 标志屏蔽。

对于软件生成的异常，它说：

INTO、INT 3 和 BOUND 指令允许例外 在软件中生成。这些说明允许检查异常 在指令流中的点处执行的条件。为了 例如，INT 3 会导致生成断点异常。 INT n 指令可用于模拟软件中的异常；但那里 是一个限制。 如果 INT n 提供了一个向量 架构上定义的异常，处理器生成一个 中断到正确的向量（以访问异常处理程序）但是 不会将错误代码压入堆栈。 即使 相关的硬件生成的异常通常会产生错误 代码。异常处理程序仍会尝试弹出错误代码 在处理异常时从堆栈中提取。因为没有错误代码 推送，处理程序将弹出并丢弃 EIP（原位 缺少的错误代码）。这将返回错误 位置。

那么，有什么区别呢？似乎都利用了int n 指令。如何判断一段汇编代码是产生异常还是中断？

【问题讨论】：

这是一个晦涩的细节，只对编写保护模式操作系统的人很重要。如前所述，他最好确保 n

【参考方案1】：

在 x86 架构中，异常作为中断处理，名义上是使用中断处理程序。 所以中断和异常是重叠的术语，后者是前者的一种。

从 0 到 31 的中断号是为 CPU 异常保留的，例如中断号 0 是#DE（除法错误），中断号 13 是#GP（一般保护）。

当 CPU 检测到应该引发异常的条件（例如访问不存在的页面）时，它会执行一系列任务。

首先，如果需要，它会推送一个错误代码，一些异常（如#PF 和#GP）会，一些（如#DE）不会。Intel manual 3 的第 6.15 节列出了所有异常及其最终错误代码。

其次，它“调用”适当的中断处理程序，类似于远调用，但 EFLAGS 被压入堆栈。

int n 只执行第二步，它调用中断但不推送任何错误代码，因为首先硬件中没有错误条件（并且因为int n 在 错误代码）。 因此它可以用于模拟异常，软件最终必须推送适当的错误代码。

当您在代码中看到int n 时，它从不 异常。它是一个中断，最终用于将控制流引导到特定的操作系统异常处理程序中。

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琐事：int3（没有空格）是特殊的，因为它被编码为CC，它只有一个字节（正常的int n 是CD imm8）。这对于调试很有用，因为调试器可以将它放在代码段中的任何位置。into 仅在 OF = 1 时生成 #OF 异常。

【讨论】：

非常感谢。所以我现在的理解是，异常可能有错误代码。中断不会。异常可以分类为Fault、Trap、Abort。我检查了向量 0~31，它们都属于这 3 种类型之一，但向量 3，即 NMI，是一个中断。异常来自处理器内部，而中断来自处理器外部。

顺便说一句，imm8 是什么意思？为什么单字节编码使得int 3 可以放在代码段中的任何位置？

@smwikipedia imm8` 表示 *8 位立即数，例如，CD 21 是 int 21h，CD 67 是 int 67h。对不起，没有澄清这一点。关于int 3，我可以引用 Intel 来回答：“这种单字节形式很有价值，因为它可以用来用断点替换任何指令的第一个字节，包括其他单字节指令，无需覆盖其他代码”。这可能在我的回答中表达得很糟糕。

@smwikipedia 是的，但是由于 x86 作为可变长度指令，CPU 会逐步解码它们，只要字节序列是有效指令，CPU 就会执行它（这就是为什么没有指令可以作为前缀另一个）。由于int 3 是一个字节长，即最小指令长度，CPU 肯定会将以CC 开头的字节流解码为int 3。这会生成#DB 异常，并且调试器会在内存中恢复正确的指令。

@smwikipedia x86 tag info 有很多链接。不幸的是，我无法判断哪些与您的问题相关。当然，英特尔手册的副本是强制性的，以及一些 Google 技能:)