80286/Pentium处理器的中断与门描述符

"本文主要介绍了80286到Pentium处理器的特性和功能，特别是80286的中断门和陷阱门描述符格式。80286是一款16位微处理器，支持实地址和保护模式，并且具有虚拟存储器功能。在保护模式下，中断和异常处理采用门描述符，而中断描述符表（IDT）用于存储这些门描述符。" 80286/80386/80486微处理器家族的发展标志着计算机性能的重大提升。80286具有24条地址总线（AB线）和16条数据总线（DB线），支持最大16MB的物理存储器，但在保护模式下可提供高达1GB的虚拟存储器。虚拟存储器允许程序使用超出实际物理内存的地址空间，通过页表映射逻辑地址到物理地址。 在80286的保护模式下，中断处理采用了门描述符的概念，而不是传统的中断向量。门描述符可以是中断门、陷阱门或任务门，每个都是8字节长。中断门用于处理硬件中断，而陷阱门则用于软件中断和异常。IDT（中断描述符表）存储了这些门描述符，其大小最多可容纳256个门描述符，分别对应256种不同的中断类型。IDT的起始位置通过中断描述符表寄存器IDTR进行设置。 门描述符包含了访问权限信息、段基址和段长度，这些信息用于在执行中断或陷阱时确定目标代码的位置和权限。例如，中断门描述符包含了段选择子，该选择子指向包含处理程序代码的段描述符，从而使CPU能够正确地跳转到处理程序。 80286的寄存器组包括了多个段选择器（CS, DS, SS, ES）和特殊寄存器如TR（任务寄存器）、LDTR（局部描述符表寄存器）以及IDTR（中断描述符表寄存器）。这些寄存器在任务切换和中断处理中起到关键作用。其中，MSW（机器状态字）寄存器用来指示处理器当前的工作模式和状态，如PE位标识保护模式，EM和MP位则涉及到协处理器的使用情况。 此外，80286还引入了高速缓存（Cache）以提高性能，Cache与主内存间有特定的比例关系，如文中提到的1:128，意味着每128个内存单元中有一个单元的数据会被复制到Cache中，以提高数据访问速度。 TS位（任务转换位）在任务切换时被置位，防止协处理器在任务转换期间工作，确保任务间的隔离和安全。MP位（监控协处理器位）则用来标识协处理器80287是否启用，当MP=1时，表明80287正在参与计算。 总结来说，80286的中断门和陷阱门描述符是保护模式下处理中断和异常的关键机制，它们通过IDT进行组织，提供了灵活和安全的系统调用和错误处理手段。这些特性为后来的处理器如80386和Pentium奠定了基础，并在现代计算机体系结构中仍然发挥着重要作用。