如何在x86仿真器中测试CPU异常？

Question

我们正在编写一个专门的模拟器来模拟x86程序，我们通过将其效果与真实效果进行比较来对指令进行单元测试。它是通过在调试器中设置断点，然后检查寄存器，标志和各种存储器地址来完成的，无论它们是否设置为与给定点的仿真器中相同的值。

它非常适合测试正常操作。

但是我们如何才能对可能出现的CPU异常进行单元测试？例如。 segfaults，零divison等？ 是否可以使用普通用户模式调试器获取异常中断号或类似的内容？

Answer 1

不，我不这么认为。考虑一页内存到磁盘的内存。当您访问它时，会生成页面错误，内核拦截它，从磁盘读回页面，并重新启动执行，就像没有发生任何事情一样。

因此，真正的问题是您无法验证在用户模式下指令退出用户模式的行为。这同样适用于SYSCALL。

Answer 2

如果我正确地假设您正在构建用户模式模拟器，则必须自己实现异常处理。根据手册，当处理器响应中断或异常时，它会暂停当前任务的执行，并切换到在IDT中为该异常条件安装的处理程序（有一些例外，如SMI）。应用程序可以访问这些处理程序，但我不确定这对您是否有用。另外，请记住，某些中断/异常可能会保存相关状态（请参阅指令参考手册）。

无论如何，您可以安装处理程序（在您的模拟CPU中）以跟踪发生的异常和状态，以便对它们进行单元测试。