在 Windows保护模式学习笔记（2）—— 调用门&中断门&陷阱门 中介绍了一些中断和异常的概念，这里重新做一个系统的阐释。
无论是由硬件设备触发的中断请求还是由CPU产生的异常，处理程序都在IDT表中！
0x01 中断
中断通常是由CPU外部的输入输出设备 （硬件） 所触发的，由外部设备通知CPU“有事情需要处理”，因此又叫中断请求（Interrupt Request）。中断请求的目的是希望CPU暂时停止执行当前正在执行的程序，转去执行中断请求所对应的中断处理例程（中断处理程序在哪有IDT表决定），其本质是改变CPU的执行路线。假设一下，如果没有这种机制，如果我们编程的时候写了一个死循环，程序就不会响应我们外部的终止信号（比如Ctrl+C）,从而一直的执行下去。在80x86架构中有两条中断请求线，分别是：可屏蔽中断线，称为INTR（INterrupT Require）；非屏蔽中断线，称为NMI（NonMaskable Interrupt）
可屏蔽中断
描述：
- 在硬件级，可屏蔽中断是由一块专门的芯片来管理的，通常称为中断控制器
- 它负责分配中断资源和管理各个中断源发出的中断请求
- 为了便于标识各个中断请求，中断管理器通常用**IRQ（Interrupt ReQuest）**后面加上数字来表示不同的中断
- 比如：在Windows中，时钟中断的IRQ编号为0，也就是IRQ0
时钟中断
描述：
- 大多数操作系统时钟中断在10-100MS之间，Windows系列为10-20MS
- Windows时钟中断每隔10~20MS会向CPU发送一个请求，当CPU收到请求时，操作系统就会接管CPU，指定CPU去执行一段代码，操作系统在这段代码里便有机会进行线程的切换。
- 这样设计，即便一个程序进入死循环，操作系统依然有机会进行线程切换
- 当然，操作系统主要并不是通过时钟中断来进行线程切换，而只是有机会进行线程切换，这里只是举个例子。
可屏蔽中断的处理
前面说过，时钟中断的IRQ编号为0，所在位置为IDT[0x30]，而IRQ1~IRQ15分别对应IDT[0x31]~IDT[0x35]
注意：
- 如果自己的程序执行时不希望CPU去处理这些中断，可以：
用CLI指令清空EFLAG寄存器中的IF位
用STI指令设置EFLAG寄存器中的IF位 \ - 硬件中断与IDT表中的对应关系并非固定不变的，参见：APIC（高级可编程中断控制器）
不可屏蔽中断的处理
- 非可屏蔽中断处理程序位于IDT表中的2号位置
- 当非可屏蔽中断产生时，CPU在执行完当前指令后会马上进入中断处理程序
- 非可屏蔽中断不受EFLAG寄存器中IF位的影响，一旦发生，CPU必须处理
0x02 异常
异常通常是CPU在执行指令时检测到的某些错误，比如除0、访问无效页面、权限不足等。其与异常的区别在于：
- 中断来自于外部设备，是中断源（比如键盘）发起的，CPU是被动的
- 异常来自于CPU本身，是CPU主动产生的
- INT N虽然被称为“软件中断”，但其本质是异常
- 因为INT N本质上是异常，所以EFLAG的IF位对INT N无效。
常见的异常处理程序：
页错误：当我们访问一个线性地址，而这个线性地址指向的物理页是无效的，便会触发CPU异常，该异常位于E号门（IDT[0xE]）
段错误：一旦段的运算发生异常时（如权限检查），便会走D号门（IDT[0xD]）
除0错误：当除数为0时，会触发异常，这时走0号门（IDT[0x0]）
双重错误：假设执行一个异常（如页错误）时又产生了一个错误，那么便会触发双重错误，这时走8号门（IDT[0x8]）
缺页异常（IDT[0xE]）
较为常见引起缺页异常的情况有两种
- 当PDE/PTE的P=0（有效位为0）时会发生缺页异常
- 当PDE/PTE的属性为只读但程序试图写入时会发生缺页异常
一旦发生缺页异常，CPU会执行IDT表中的0xE号中断处理程序（页错误），程序由操作系统来接管。
例一：P=0异常
什么时候会使一个物理页的P位（有效位）为0呢？前面我们说过若一个物理页是有效的，那么PDE/PTE的P位一定为1。但是当其他进程的物理页发生紧缺（不够用）时，但当前进程的当前线性地址是有效的（指向了这个物理页），那么操作系统就会把这个物理页的内容保存到文件里，再将这个物理页挂到别人的PDE/PTE中供其使用，最后将当前进程指向这个物理页的线性地址的PDE/PTE的P位改为0，其意为这张物理页对于当前进程无效，其被用在了别的进程上了。
那如果这时我们访问这个线性地址时，操作系统发现其P位为0，便会进入0xE号中断处理程序（IDT[0xE]）。进入IDT[0xE]后，若操作系统发现其P=0、转移位=0、原型位=0，而其他位都是有值的时候，就说明当前物理页被存储到了页面文件里，页面文件的位置（编号）保存在PFN中。操作系统根据编号找到页面文件后，会把里面的内容从文件中再次读到物理页上，并将P位改回1。
这整个过程对于用户来说是完全透明的，用户并不知道发生了一个异常，只知道程序能够对地址进行正确的读写，但其实这个过程中可能有大量异常在发生。操作系统通过这种异常的方式节省大量物理页。当程序在执行时，这种缺页异常时时刻刻在发生。
例二：权限异常
当一个线性地址的PDE/PTE属性为只读，但试图往里写时，也同样会触发页错误异常。CPU检测到了这个异常，便进入0xE号中断处理程序（IDT[0xE]），由操作系统来接管。如果操作系统检测出用户的操作确实是不合理的，便会返回一个错误（0xC0000005，内存访问失败）
异常、IDT与SEH
相信做过开发或者在CTF赛事中做过re题的话，一定会知道在实际编程中有一种叫做**SEH（Structured Exception Handling，结构化异常处理）**的东西，这个东西的存在也是帮助程序主动处理异常的。那么问题来了，SEH和IDT之间是一个什么关系呢？当异常发生时，它们的调用顺序又是怎么样的呢？
这里特别感谢Bayerischen师傅的解惑。首先，它们之间是没有直接的关系的，或者说，它们两个东西就不是一个“次元”的。同样的，给一个程序设置上SEH，不会对其IDT产生任何改变！
当异常发生时，CPU一定是会先进IDT，通过IDT进入系统内核态进行一顿操作，操作完之后才会回来到用户态找异常处理函数，也就是SEH。也就是说，并不是设置了SEH就相当于修改了IDT，发生异常直接通过IDT跳到SEH的异常处理函数的！他们没有直接的关系！SEH只会修改fs，等CPU在内核态中操作完以后会回用户态检查fs有没有设置SEH，若有再执行SEH上的异常处理函数。
