割り込みフラグ

割り込みフラグ( IF )はCPUのFLAGS レジスタ内のフラグビットで、CPU がマスク可能なハードウェア割り込みに即座に応答するかどうかを決定します。^[1]フラグがに設定されている場合、マスク可能な割り込みが有効になります。リセット ( に設定) されている場合、そのような割り込みは割り込みが有効になるまで無効になります。割り込みフラグは、マスク不可能な割り込み(NMI) または INT命令によって生成されるソフトウェア割り込みの処理には影響しません。 10

設定とクリア

x86アーキテクチャを使用するシステムでは、 CLI （ Clear I nterrupt）命令とSTI（Set I nterrupt）命令が使用されます。POPF（Pop Flags ）命令はスタックから1ワードを削除してFLAGSレジスタに格納します。これにより、スタックの先頭のFLAGSレジスタのビットに基づいて割り込みフラグがセットまたはクリアされることがあります。 ^[1]

特権レベル

特権モードをサポートするシステムでは、特権アプリケーション (通常は OSカーネル)のみが割り込みフラグを変更できます。x86システムでは、これは保護モードコードにのみ適用されます(リアルモードコードは常に割り込みフラグを変更できます)。CLI と STI は特権命令であり、特権のないアプリケーションが実行しようとすると一般保護違反が発生します。アプリケーションが特権を持っていない場合、POPF 命令は割り込みフラグを変更しません。

古いDOSプログラム

保護モードの DOS エクステンダを使用し、独自の割り込みハンドラをインストールする古いDOSプログラム (通常はゲーム) の中には、ハンドラ内で CLI 命令を使用して割り込みを無効にし、POPF (対応する PUSHF の後) または IRET (効果の一部としてスタックからフラグを復元する) を使用してそれを復元するものがあります。これは、プログラムがリアルモードで開始された場合は機能しますが、そのようなプログラムが最新のオペレーティングシステム ( Windows NT 以降のNTVDMなど) 上のDPMIベースのコンテナで実行されると問題が発生します。CLI は特権命令であるため、プログラムがそれを使用しようとすると、オペレーティングシステムに障害が発生します。その後、OS は通常、プログラムが STI (別の障害の原因となる) を実行するまで、プログラムへの割り込みの配信を停止します。ただし、POPF 命令は特権命令ではないため、単にサイレントに失敗して IF を復元します。その結果、OS はプログラムへの割り込みの配信を停止し、プログラムがハングします。保護モードエクステンダーを使用しない DOS プログラムは、POPF が障害を引き起こす V86 モードで実行されるため、この問題の影響を受けません。

この問題に対する満足のいく解決策はほとんどありません。通常、ソースコードは利用できず、アセンブリレベルでの大規模な編集なしには命令ストリームに STI を導入する余地がないため、プログラムを変更することは通常不可能です。プログラムから CLI を削除するか、V86 ホストが CLI を完全に無視するようにすると、ゲストの割り込みハンドラーが再入可能になるように設計されていない場合は、他のバグが発生する可能性があります (ただし、最新のプロセッサで実行する場合、通常は割り込みの重複を回避するのに十分な速度で実行されます)。

割り込みを無効にする

x86 命令セットでは、 CLI はユニプロセッサシステムの同期メカニズムとしてよく使用されます。たとえば、CLI はオペレーティングシステムで割り込みを無効にするために使用され、カーネルコード (通常はドライバー) は割り込みハンドラー内で競合状態を回避できます。これは、複数の関連するデータ構造を中断せずに変更する場合に必要です。

割り込みを有効にする

x86 命令セットの STI は、IF を設定することによって割り込みを有効にします。

割り込みを有効にする命令の実装によっては、次の命令が実行されるまで割り込みが有効にならない場合があります。この場合、割り込みを有効にした直後に割り込みを無効にするというシーケンスにより、割り込みが認識されなくなります。

マルチプロセッサの考慮事項

割り込みフラグは単一のプロセッサにのみ影響します。マルチプロセッサシステムでは、割り込みハンドラはロックなどの他の同期メカニズムを使用する必要があります。

参照

参考文献

^ ab 「Intel アーキテクチャソフトウェアデベロッパーズマニュアル、第 2 巻: 命令セットリファレンスマニュアル」(PDF) 。2007 年 7 月 13 日閲覧。

外部リンク

Intel 64 および IA-32 アーキテクチャソフトウェア開発者マニュアル - 2017 年 9 月 14 日に取得

[intel-1] 「Intel アーキテクチャソフトウェアデベロッパーズマニュアル、第 2 巻: 命令セットリファレンスマニュアル」(PDF) 。2007 年 7 月 13 日閲覧。