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Philipp Oppermann
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86c36479cf
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211f460251
@@ -46,28 +46,28 @@ x86には20種類のCPU例外があります。中でも重要なものは：
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### 割り込み記述子表
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例外を捕捉し処理するためには、いわゆる割り込み記述子表 (Interrupt Descriptor Table, IDT) を設定しないといけません。この表にそれぞれのCPU例外に対するハンドラ関数を指定することができます。ハードウェアはこの表を直接使うので、決められたフォーマットに従わないといけません。それぞれのエントリは以下の16バイトの構造を持たなければなりません：
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型 | 名前 | 説明
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----|--------------------------|-----------------------------------
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u16 | 関数ポインタ [0:15] | ハンドラ関数へのポインタの下位ビット。
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u16 | GDTセレクタ | [大域記述子表 (Global Descriptor Table)][global descriptor table] におけるコードセグメントのセレクタ。
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u16 | オプション | （下を参照）
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u16 | 関数ポインタ [16:31] | ハンドラ関数へのポインタの中位ビット。
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u32 | 関数ポインタ [32:63] | ハンドラ関数へのポインタの上位ビット。
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u32 | 予約済 |
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| 型 | 名前 | 説明 |
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| --- | ------------------------ | ------------------------------------------------------------------------------------------------------ |
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| u16 | 関数ポインタ [0:15] | ハンドラ関数へのポインタの下位ビット。 |
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| u16 | GDTセレクタ | [大域記述子表 (Global Descriptor Table)][global descriptor table] におけるコードセグメントのセレクタ。 |
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| u16 | オプション | （下を参照） |
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| u16 | 関数ポインタ [16:31] | ハンドラ関数へのポインタの中位ビット。 |
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| u32 | 関数ポインタ [32:63] | ハンドラ関数へのポインタの上位ビット。 |
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| u32 | 予約済 |
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[global descriptor table]: https://en.wikipedia.org/wiki/Global_Descriptor_Table
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オプション部は以下のフォーマットになっています：
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ビット | 名前 | 説明
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0-2 | 割り込みスタックテーブルインデックス | 0ならスタックを変えない。1から7なら、ハンドラが呼ばれたとき、割り込みスタック表のその数字のスタックに変える。
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3-7 | 予約済 |
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8 | 0: 割り込みゲート、1: トラップゲート | 0なら、このハンドラが呼ばれたとき割り込みは無効化される。
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9-11 | 1にしておかないといけない |
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12 | 0にしておかないといけない |
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13‑14 | <ruby>記述子の特権レベル<rp> (</rp><rt>Descriptor Privilege Level</rt><rp>) </rp></ruby> (DPL) | このハンドラを呼ぶ際に必要になる最低限の特権レベル。
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15 | Present |
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| ビット | 名前 | 説明 |
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| ------ | ---------------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 0-2 | 割り込みスタックテーブルインデックス | 0ならスタックを変えない。1から7なら、ハンドラが呼ばれたとき、割り込みスタック表のその数字のスタックに変える。 |
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| 3-7 | 予約済 |
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| 8 | 0: 割り込みゲート、1: トラップゲート | 0なら、このハンドラが呼ばれたとき割り込みは無効化される。 |
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| 9-11 | 1にしておかないといけない |
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| 12 | 0にしておかないといけない |
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| 13‑14 | <ruby>記述子の特権レベル<rp> (</rp><rt>Descriptor Privilege Level</rt><rp>) </rp></ruby> (DPL) | このハンドラを呼ぶ際に必要になる最低限の特権レベル。 |
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| 15 | Present |
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それぞれの例外がIDTの何番目に対応するかは事前に定義されています。例えば、「無効な命令コード」の例外は6番目で、「ページフォルト」例外は14番目です。これにより、ハードウェアがそれぞれの例外に対応するIDTの設定を（特に設定の必要なく）自動的に読み出せるというわけです。OSDev wikiの[「例外表」][exceptions]の "Vector nr." 列に、すべての例外についてIDTの何番目かが記されています。
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@@ -132,7 +132,7 @@ type HandlerFunc = extern "x86-interrupt" fn(_: InterruptStackFrame);
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これは、`extern "x86-interrupt" fn`型への[型エイリアス][type alias]です。`extern`は[外部呼び出し規約][foreign calling convention]に従う関数を定義するのに使われ、おもにC言語のコードと連携したいときに使われます (`extern "C" fn`) 。しかし、`x86-interrupt`呼び出し規約とは何なのでしょう？
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[type alias]: https://doc.rust-lang.org/book/ch19-04-advanced-types.html#creating-type-synonyms-with-type-aliases
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[type alias]: https://doc.rust-lang.org/book/ch20-03-advanced-types.html#creating-type-synonyms-with-type-aliases
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[foreign calling convention]: https://doc.rust-lang.org/nomicon/ffi.html#foreign-calling-conventions
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## 例外の呼び出し規約
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@@ -162,10 +162,10 @@ preservedレジスタの値は関数呼び出しの前後で変化してはい
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x86_64においては、C言語の呼び出し規約は以下のpreservedレジスタとscratchレジスタを指定します：
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preservedレジスタ | scratchレジスタ
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--- | ---
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`rbp`, `rbx`, `rsp`, `r12`, `r13`, `r14`, `r15` | `rax`, `rcx`, `rdx`, `rsi`, `rdi`, `r8`, `r9`, `r10`, `r11`
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_callee-saved_ | _caller-saved_
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| preservedレジスタ | scratchレジスタ |
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| ----------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------- |
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| `rbp`, `rbx`, `rsp`, `r12`, `r13`, `r14`, `r15` | `rax`, `rcx`, `rdx`, `rsi`, `rdi`, `r8`, `r9`, `r10`, `r11` |
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| _callee-saved_ | _caller-saved_ |
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コンパイラはこれらのルールを知っているので、それにしたがってコードを生成します。例えば、ほとんどの関数は`push rbp`から始まるのですが、これは`rbp`をスタックにバックアップしているのです（`rbp`はcallee-savedなレジスタであるため）。
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@@ -329,7 +329,7 @@ pub fn init_idt() {
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しかし、問題が発生します：staticは<ruby>不変<rp> (</rp><rt>イミュータブル</rt><rp>) </rp></ruby>なので、`init`関数でエントリを変更することができません。これは[`static mut`]を使って解決できそうです：
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[`static mut`]: https://doc.rust-lang.org/1.30.0/book/second-edition/ch19-01-unsafe-rust.html#accessing-or-modifying-a-mutable-static-variable
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[`static mut`]: https://doc.rust-lang.org/book/ch20-01-unsafe-rust.html#accessing-or-modifying-a-mutable-static-variable
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```rust
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static mut IDT: InterruptDescriptorTable = InterruptDescriptorTable::new();
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