简述中断处理的6个步骤-6.ARM中断处理过程.pdf
简述中断处理的6个步骤_6.ARM中断处理过程
1前⾔
2中断处理的准备过程
2.1中断模式的stack准备
1前⾔
本⽂主要以ARM体系结构下的中断处理为例,讲述整个中断处理过程中的硬件⾏为和软件动作。具体整个处理过程分成三个步骤来描述:
1、第⼆章描述了中断处理的准备过程
2、第三章描述了当发⽣中的时候,ARM硬件的⾏为
3、第四章描述了ARM的中断进⼊过程
4、第五章描述了ARM的中断退出过程
本⽂涉及的代码来⾃3.14内核。另外,本⽂注意描述ARM指令集的内容,有些sourcecode为了简短⼀些,删除了THUMB相关的代码,
除此之外,有些debug相关的内容也会删除。
2中断处理的准备过程
2.1中断模式的stack准备
ARM处理器有多种processormode,例如usermode(⽤户空间的AP所处于的模式)、supervisormode(即SVCmode,⼤部分的内核
态代码都处于这种mode)、IRQmode(发⽣中断后,处理器会切⼊到该mode)等。对于linuxkernel,其中断处理处理过程中,ARM处理
器⼤部分都是处于SVCmode。但是,实际上产⽣中断的时候,ARM处理器实际上是进⼊IRQmode,因此在进⼊真正的IRQ异常处理之
前会有⼀⼩段IRQmode的操作,之后会进⼊SVCmode进⾏真正的IRQ异常处理。由于IRQmode只是⼀个过渡,因此IRQmode的栈很
⼩,只有12个字节,具体如下:
[arch/arm/kernel/setup.c]
structstack{
u32irq[3];
u32abt[3];
u32und[3];
}____cacheline_aligned;
staticstructstackstacks[NR_CPUS];
除了irqmode,linuxkernel在处理abtmode(当发⽣dataabortexception或者prefetchabortexception的时候进⼊的模式)和und
mode(处理器遇到⼀个未定义的指令的时候进⼊的异常模式)的时候也是采⽤了相同的策略。也就是经过⼀个简短的abt或者undmode之
后,stack切换到svcmode的栈上,这个栈就是发⽣异常那个时间点currentthread的内核栈。anyway,在irqmode和svcmode之间总
是需要⼀个stack保存数据,这就是中断模式的stack,系统初始化的时候,cpu_init函数中会进⾏中断模式stack的设定:
voidnotracecpu_init(void)
{
unsignedintcpu=smp_processor_id();------获取CPUID
structstack*stk=stacks[cpu];---------获取该CPU对于的irqabt和und的stack指针
……
#ifdefCONFIG_THUMB2_KERNEL
#definePLCr------Thumb-2下,msr指令不允许使⽤⽴即数,只能使⽤寄存器。
#else
#definePLCI
#endif
__asm__(
msrcpsr_c,%1\n\t------让CPU进⼊IRQmode
addr14,%0,%2\n\t------r14寄存器保存stk-irq
movsp,r14\n\t--------设定IRQmode的stack为stk-irq
msrcpsr_c,%3\n\t
addr14,%0,%4\n\t
movsp,r14\n\t--------设定abtmode的stack为stk-abt
msrcpsr_c,%5\n\t
addr14,%0,%6\n\t
movsp,r14\n\t--------设定undmode的stack为stk-und
msrcpsr_c,%7--------回到SVCmode
:--------------------上⾯是code,下⾯的output部分是空的
:r(stk),----------------------对应上⾯代码中的%0
PLC(PSR_F_BIT|PSR_I_BIT|IRQ_MODE),------对应上⾯代码中的%1
I(offsetof(structstack,irq[0])),------------对应上⾯代码中的%2
PLC(PSR_F_BIT|P