IDT登録処理　どこが誤りがあるのかわからないので教えてください

割り込みゲートディスクリプタの設置がうまくいっていないようです。
どこに誤りがあるのかわからないので教えてください。

プロテクトモードです。

参考：
0から作るos
How to use LIDT from inline assembly to load an interrupt vector table?

手順として
"割り込み"ゲートディスクリプタテーブルを0x00000000に設置。
ベクタ0x00だけ初期化します。
int 0x00にてソフトウエア割り込みを起こして
登録した割り込みハンドラが呼び出されるか見て
適切に設置されているかを確認する。

以下が作成したコードです。
ソフトウエア割り込み(0x00)を呼び出したとたんにVMがエラーで落ちるので
適切に割り込みゲートを設置できていないと思われます。

///_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
//　　　　　　　　　　1
//
//
       typedef struct
       {
  	     unsigned short size;
  	     void *	     base;
        } __attribute__ ((packed)) IDTR;

        IDTR idtr;
        idtr.size	= 128 * 8;
      	idtr.base	= 0x00000000;


      __asm__ ("lidt %0" :: "m"(*(&idtr)));

//
//
//
///_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/



///_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
//　　　　　　　　　　2
//
//
          
           int IDT_LOW;
           int IDT_HIGH;

           void (*p)() = Display_Rotation;


           int *GateAddress_Low = 0x00 * 8 + 0;
           int *GateAddress_High = 0x00 * 8 + 4;

              __asm__ __volatile__(
                       "MOV %%DX,%%AX\n\t"
                       "MOV %%EAX,%0\n\t"
                       "MOV %2,%%DX\n\t"
                       "MOV %%EDX,%1\n\t"

                       :"=b" (IDT_LOW),"=c" (IDT_HIGH)
                       :"i" ((short)(0x8000 + (0 << 13) + (0b110 << 8))),"a" ((0x08)<<16),"d" (p)
                     );

        *GateAddress_Low = IDT_LOW;
        *GateAddress_High = IDT_HIGH;

      
//
//
//
///_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/



      __asm__("int $0x00\n\t");

1
LIDT命令でIDTRレジスタに読み込ませています。
[フォーマット](http://softwaretechnique.jp/OS_Development/Image/Kernel_Development02/IDTR.png
割り込みゲートディスクリプタのサイズは8バイト
それを128個配置するので 128 * 8。
IDT設置アドレスは0x00000000にしています。

２
割り込みテーブル　ベクタ0x00のゲートディスクリプタをセットしています。
割り込みハンドラには Display_Rotation関数を登録します。

割り込みゲートフォーマット（図の中央）

IDT_LOWに割り込みディスクリプタに格納する値の下位32bitを。
IDT_HIGHに割り込みディスクリプタに格納する値の上位32bitを
__asm__の処理で入れるようにしています（のつもり・・・）。

その後、
*GateAddress_Low = IDT_LOW;
*GateAddress_High = IDT_HIGH;
にて　IDT　ベクタ0x00の割り込みディスクリプタに対応するアドレスに
IDT_LOW IDT_HIGHを格納しています。

もしかしたら初歩的なミスをしているかもしれませんが・・・
どこのコードに誤りがあるのか分からないのでお願いします

アセンブリ出力結果(こっちでは都合上　LOOP関数を割り込みハンドラとして登録します。)

void loop();

void main_kernel(){


///_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
//　　　　　　　　　　1
//
//
       typedef struct
       {
           unsigned short size;
           void *         base;
        } __attribute__ ((packed)) IDTR;

        IDTR idtr;
        idtr.size    = 128 * 8;
          idtr.base    = 0x00000000;


      __asm__ ("lidt %0" :: "m"(*(&idtr)));

//
//
//
///_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/



///_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
//　　　　　　　　　　2
//
//

           int IDT_LOW;
           int IDT_HIGH;

           void (*p)() = loop;


           int *GateAddress_Low = 0x00 * 8 + 0;
           int *GateAddress_High = 0x00 * 8 + 4;

              __asm__ __volatile__(
                       "MOV %%DX,%%AX\n\t"
                       "MOV %%EAX,%0\n\t"
                       "MOV %2,%%DX\n\t"
                       "MOV %%EDX,%1\n\t"

                       :"=b" (IDT_LOW),"=c" (IDT_HIGH)
                       :"c" ((short)(0x8000 + (0 << 13) + (0b110 << 8))),"a" ((0x08)<<16),"d" (p)
                     );

        *GateAddress_Low = IDT_LOW;
        *GateAddress_High = IDT_HIGH;


//
//
//
///_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/



      __asm__("int $0x00\n\t");

    }



void loop(void){

  for(;;){}

}

	pushl	%ebx
	subl	$32, %esp    //スタック32バイト確保

	movw	$1024, -30(%ebp)     //-30(ebp)に 構造体変数idtr.size = 128 * 8
	movl	$0, -28(%ebp)     //-30(ebp)に 構造体変数idtr.base = 0

	lidt -30(%ebp)

こちらがLIDT命令付近と思われる処理です。

/NO_APP
	movl	$_loop, -8(%ebp)     //-8(ebp) LOOP関数開始アドレス
	movl	$0, -12(%ebp)        //-12 = IDT_Address下位  0x0000000 （つまりセグメントディスクリプタ下位32bit）
	movl	$4, -16(%ebp)        // -16 = IDT_Address 上位 0x00000004 （つまりセグメントディスクリプタ上位32bit）
	movl	$-31232, %ecx        // ECX == ((short)(0x8000 + (0 << 13) + (0b110 << 8)))　たぶん16BIT
	movl	$524288, %eax        // EAX == (0x08)<<16
	movl	-8(%ebp), %edx      //EDX ==  LOOP関数開始アドレス

/APP
 # 52 "project1.c" 1
	MOV %DX,%AX     //EAXの下位16BITにloop関数開始アドレス  EAXの上位16BITにセグメントセレクタ
	MOV %EAX,%ebx  //さきほどのEAXをEBXにコピー
	MOV %cx,%DX    //EDX上位にlooP関数開始アドレス EDX下位に ((short)(0x8000 + (0 << 13) + (0b110 << 8)))←サイズ16bit
	MOV %EDX,%ecx  //先ほどのEDXをECXにコピー

 # 0 "" 2
/NO_APP
	movl	%ecx, %eax 　　　　//さきほどEAXからEBXにコピーしたものをまたEAXにコピー
	movl	%ebx, %edx　　　　 //さきほどEDXからECXにコピーしたものをまたEDXにコピー
	movl	%edx, -20(%ebp)    //-20(EBP)に　　合計32BIT [下位16BITにloop関数開始アドレス  上位16BITにセグメントセレクタ]  を保存
	movl	%eax, -24(%ebp)    //-24(EBP)に　　合計32BIT [上位にlooP関数開始アドレス 下位に((short)(0x8000 + (0 << 13) + (0b110 << 8)))]を保存
	movl	-12(%ebp), %eax    //35行目　IDT_Address下位  0x0000000 （つまりセグメントディスクリプタ下位32bit）をEAXにコピー
	movl	-20(%ebp), %edx    //[下位16BITにloop関数開始アドレス 上位16BITにセグメントセレクタ] をEDXに
	movl	%edx, (%eax)　　　　
	movl	-16(%ebp), %eax    // 36行目  IDT_Address 上位 0x00000004 （つまりセグメントディスクリプタ上位32bit）をEAXにコピー
	movl	-24(%ebp), %edx    //[上位にlooP関数開始アドレス 下位に((short)(0x8000 + (0 << 13) + (0b110 << 8)))]をEDXにコピー
	movl	%edx, (%eax)

こちらがゲート設置処理です。

行動規範の内容に同意します

回答2件

自己解決

どこに問題があったのか？

問題１
割り込みハンドラの関数を定義する際は
コンパイラに割り込み専用に関数を作らせる必要があります。
（未解決）

問題２
関数のアドレスを正しく取得できていていませんでした。
その関数ポインタは生成されたrawバイナリの先頭アドレスから
関数の配置アドレスまでのオフセットが入っています。
（逆に言えば、アドレス0x0000からrawバイナリを配置すれば問題なく動く）

なので、[関数ポインタ + バイナリ配置アドレス]とやることで解決しました。

投稿2020/11/16 10:03

編集2020/11/26 10:26

kazuyakazuya

総合スコア193

GCCのオプションでアセンブリコードを出力させて、それでチェックしていけばどうでしょ。

投稿2020/11/13 13:53

y_waiwai

総合スコア87747

kazuyakazuya

2020/11/13 13:59

コードの生成がうまくいっていないか確認しろってことでしょうか？それとも上記のCコードが明らかにおかしいからアセンブリにして見てみろってことでしょうか？

y_waiwai

2020/11/13 14:01

アセンブルコードを出せば、なにしてるかわからんってことにはならんでしょう。まずはそれ出して、あなたの思うようなことをやってるのかを見てみましょうよ

kazuyakazuya

2020/11/13 14:04

見てみます

kazuyakazuya

2020/11/13 15:04

アセンブリを確認したところ以下のようなものがありました。 movl $-31232, %ecx この -31132は以下の結果だと思われますが何でマイナスになっているんでしょうか？ ((short)(0x8000 + (0 << 13) + (0b110 << 8))) （見た感じ今のところこれ以外おかしなところはありませんでした。）

y_waiwai

2020/11/13 15:10

たんに最上位ビットが１だから、という以外の理由はないです最終的に目的の値になればいいんですｗ

kazuyakazuya

2020/11/13 15:13

数値がすべて符号付10進数としてみなされるということでしょうか？

y_waiwai

2020/11/13 15:16

コンパイラさんがすることですんで、そういうことなんでしょうね

y_waiwai

2020/11/13 15:18

いろいろコード書いてアセンブリリスト出してみてみるとおもしろいですよ最適化をするとどう省略されるとか、あなた好みじゃないですかねｗ

kazuyakazuya

2020/11/13 15:21

今のところ　最適化なし　だけでおなか一杯です（笑）

kazuyakazuya

2020/11/14 02:19

https://hogehoge.tk/tool/number.html このサイトで-31232を2進数にすると 1111111111111111　1000011000000000 となりました。 short型って符号付整数2バイトなのに32BITあるのはなぜでしょうか？

y_waiwai

2020/11/14 02:24

そりゃそこでは３２bit前提で変換してるってだけでしょう

kazuyakazuya

2020/11/14 02:45

あ、見落としていました　すみません。ディスクリプタのDフィールドに1(32BIT)ではなく0(16BIT)をセットするというミスを発見しました。ただ、訂正後もエラーが起こるのでまだ間違いがあるようです・・・

kazuyakazuya

2020/11/14 03:45

IDTのゲート設置 GDTの設置上記２つが問題なく設定できたとして他にソフトウエア割り込みを起こしてエラーが起こる原因なんてありますか？

y_waiwai

2020/11/14 03:50

まあちょっと気になったのは、その設定中は割り込みは禁止にしないといけないってのがあるけど、そもそものはなし、VirtualBoxがそこまできちんとエミュレートしてるのかって心配もありますわな。実機でやってみたらどうなるでしょ

kazuyakazuya

2020/11/14 04:10

cli命令で割り込み禁止にしているのでそこは大丈夫だと思われます。

kazuyakazuya

2020/11/14 11:28

う～ん　プロテクトモードに移行してから割り込みを使いたい場合 IDT,GDTのセットアップ以外何か必要なものありましたですっけ？２０回くらい見ましたが間違えていると思われるところは見つけられませんでしたしブートローダー（アセンブリ)の段階でIDTのセットアップもしてみましたがそちらでもエラーになります。。。

y_waiwai

2020/11/14 11:38

あと気になるところといえば、 > IDT設置アドレスは0x00000000にしています。とありますが、アドレス0x00000000にはちゃんとIDTのテーブルデータをおいてるんですよね？それがないと割り込みで暴走しますまあ、このレベルになるとデバッガも使えないし、どうやって追いかけるかが問題ですねー

kazuyakazuya

2020/11/14 11:53

質問で載せたコードですと *GateAddress_Low = IDT_LOW; *GateAddress_High = IDT_HIGH; ここで0x00000000にIDTのベクタ１つのみ設置しています。 LIDT [SAMPLE_IDT] INT 0 SAMPLE_IDT: dw 割り込みハンドラ下位アドレス dw 0x08 dw 0b0000000011010001 dw 割り込みハンドラ上位アドレスアセンブリで上記のようなものも作って実行してみましたがこちらでもエラーになります。こちらも私が見た限りコードは正しそうなのですが・・・

y_waiwai

2020/11/14 12:35

んで、その０番地にはメモリがきちんとあって、その書き込んだデータが見えてるんですよね。そこらへんは確認してますか

kazuyakazuya

2020/11/14 13:55

MOV EAX,LOOP MOV EBX,SAMPLE_IDT MOV [EBX],AX SHR EAX,16 MOV EBX,SAMPLE_IDT_LOW MOV [EBX],AX 　　 LIDT [SAMPLE_IDT] 　 INT 0 　　　SAMPLE_IDT: dw 0x00 dw 0x08 dw 0b0000000011010001 SAMPLE_IDT_LOW: dw 0x00 LOOP: JMP $ SAMPLE_IDTから始まるアドレスをIDT開始アドレスとします。上記のようにベクタ0のみを設定します。 LOOPラベルに定義されている処理を割り込みハンドラとして登録しますというコードを作成し、実際にSAMPLE_IDTにLOOPのアドレスが格納されているかというのを確認しましたが適切に入っていました。やっぱ、IDTの設定以外に問題があるのかな・・・？

kazuyakazuya

2020/11/15 09:08

あらかじめ決めておいたアドレスに無限ジャンプ命令(0xebfe)を配置して割り込みハンドラに登録して呼び出したところうまく動作しました。呼び出す関数または呼び出す関数のアドレスに問題があるようです。そういえばC言語では割り込みハンドラを作成するとき特別な宣言が必要だってのをどこかで見た記憶があるのですが何か知っておられますか？

行動規範の内容に同意します

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