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简述中断处理的6个步骤-6.ARM中断处理过程.pdf

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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

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