使用 x86 VIF 和 VIP 标志？

Question

我已通读英特尔软件开发人员手册第 3 卷的第 20 节，其中解释了虚拟 8086 模式的工作原理，包括 VIF 和 VIP 标志的使用。但是，我仍然对一些事情感到困惑。

VIF 标志用作 IF 标志的代理，因此 8086 仿真器（可能是一些用户空间程序）可以接收可屏蔽的硬件中断，即使它正在仿真的实模式程序不想.

1. 模拟器为什么要这样做？

VIP 用作空间来标记何时收到中断。根据手册，如果处理器接收到可屏蔽中断，但被仿真的程序不想接收它们（因此 VIF 标志将被清除），仿真器应设置 VIP 标志，等到仿真程序设置IF标志，然后处理中断。

1. 为什么我们要等待处理中断而不是立即处理？实模式 8086 上的中断是延迟而不是忽略？

2. 附加问题 — 当设置 VIP 并且程序启用中断（通过 STI 等）时，处理器会生成 #GP。但是，当 VIP 标志以多种方式设置时，可能会生成 #GP，例如通过无效的内存访问。手册没有提到检查#GP 的原因是什么，那么无论是否设置了 IF，程序都应该处理挂起的中断吗？

编辑：好的，所以我看到了我的部分困惑——它是需要保持 IF 设置的 内核。在那种情况下，我宁愿要求 #2——为什么我们要等待处理中断而不是完全忽略它？

Answer 1

1. 第 20.3.2 节介绍了其原因：“现有 8086 程序通常设置和清除 EFLAGS 寄存器中的 IF 标志以启用和禁用可屏蔽硬件中断。”在现代操作系统下以虚拟 8086 模式运行此类应用程序时，操作系统不会允许 8086 程序禁用系统中的中断。因此，IF 标志需要保持在操作系统的控制之下，并且必须代表 virtual-8086 程序进行虚拟化。使用 VIF 和 VIP 标志“消除了所有 IF 相关操作（例如 PUSHF、POPF、CLI 和 STI 指令）捕获到虚拟 8086 监视器的需要。”

2. 如果已执行 CLI 清除 IF（具有清除 VIF 的效果），则无法将中断传递给虚拟 8086 模式程序。

3. 这是个好问题。在我看来，处理器应该在生成#GP 之前设置 VIF；然后虚拟 8086 监视器中的 GP 处理程序可以很容易地看到 VIP 和 VIF 都已设置。这是当 VIF 由 POPF 或 IRET 设置时所描述的行为；我不知道为什么 STI 的行为会有所不同。

Answer 2

由于问题 1 已经回答，让我们 稍微处理一下 2 和 3。

实模式 8086 上的中断是延迟而不是忽略？

需要注意的是 执行模式（真实或受保护） 与它没有太大关系。 CLI 确实忽略中断， 它不会推迟任何事情。但是 中断处理非常复杂， 并且，在大多数配置中， 中断设备和/或 中断控制器将确保 CPU 的 INT 引脚保持活动状态 直到您进行了 STI 并维修了 打断。 因此，通过极大的过度简化， 你可以说 CLI 推迟了 打断。但你不会找到这样的 CPU 手册中的声明，因为 它是用外部逻辑完成的， 并且依赖于许多可配置的东西。

但是在设置 VIP 标志时可能会生成 #GP 以多种方式——例如通过无效的内存访问。

在 v86 模式下，有很多 GPF 源，例如端口 IO 指令， 当 IOPL 小于 3 时。唯一可靠的 区分它们的方法是查找 错误的操作码，并模拟它。这是不可能的 例如，仅设置 VIF 并提高 GPF 之后，因为例外应该不留下 错误指令的可观察到的影响， 允许软件干净地模拟它。