ARM-Linux 中斷分析

ARM體系結(jié)構(gòu)中，把復(fù)位、中斷、快速中斷等都看作‘異?！?，當(dāng)這些‘異?！l(fā)生時(shí)，CPU會(huì)到固定地址處去找指令，他們對(duì)應(yīng)的地址如下：

地址 異常類型 進(jìn)入時(shí)的工作模式

0x00000000 Reset Supervisor

0x00000004 Und Undefined

0x00000008 Soft interupt Supervisor

0x0000000c Abort(prefetch) Abort

0x00000010 Abort(data) Abort

0x00000014 Reserved Reserved

0x00000018 IRQ IRQ

0x0000001c FIQ FIQ

首先要明確的一點(diǎn)就是，無(wú)論內(nèi)存地址空間是如何映射的，以上這些地址都不會(huì)變，比如當(dāng)有快速中斷發(fā)生時(shí)，ARM將鐵定到0X0000001C這個(gè)地址處取指令。這也是BOOTLOADER把操作系統(tǒng)引導(dǎo)以后，內(nèi)存必須重映射的原因！否則操作系統(tǒng)不能真正接管整套系統(tǒng)！

LINUX啟動(dòng)以后要初始化這些區(qū)域，初始化代碼在main.c中的start_kernel()中，具體是調(diào)用函數(shù)trap_ini（）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如下面所示（具體可參照entry-armv.S）：

.LCvectors: swi SYS_ERROR0

b __real_stubs_start + (vector_undefinstr - __stubs_start)

ldr pc, __real_stubs_start + (.LCvswi - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_prefetch - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_data - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_addrexcptn - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_IRQ - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_FIQ - __stubs_start)

ENTRY(__trap_init)

stmfd sp!, {r4 - r6, lr}

adr r1, .LCvectors @ set up the vectors

ldmia r1, {r1, r2, r3, r4, r5, r6, ip, lr}

stmia r0, {r1, r2, r3, r4, r5, r6, ip, lr}

add r2, r0, #0x200

adr r0, __stubs_start @ copy stubs to 0x200

adr r1, __stubs_end

1: ldr r3, [r0], #4

str r3, [r2], #4

cmp r0, r1

blt 1b

LOADREGS(fd, sp!, {r4 - r6, pc})

以上可以看出這個(gè)函數(shù)初始化了中斷向量，實(shí)際上把相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)指令拷貝到了對(duì)應(yīng)的地址。

當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，不管是從用戶模式還是管理模式調(diào)用的，最終都要調(diào)用do_IRQ（）：

__irq_usr: sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE

stmia sp, {r0 - r12} @ save r0 - r12

ldr r4, .LCirq

add r8, sp, #S_PC

ldmia r4, {r5 - r7} @ get saved PC, SPSR

stmia r8, {r5 - r7} @ save pc, psr, old_r0

stmdb r8, {sp, lr}^

alignment_trap r4, r7, __temp_irq

zero_fp

1: get_irqnr_and_base r0, r6, r5, lr

movne r1, sp

adrsvc ne, lr, 1b

@

@ routine called with r0 = irq number, r1 = struct pt_regs *

@

bne do_IRQ @ 調(diào)用do_IRQ來(lái)實(shí)現(xiàn)具體的中斷處理

mov why, #0

get_current_task tsk

b ret_to_user

對(duì)于以上代碼，在很多文章中都有過(guò)分析，這里不再贅述。

Linux每個(gè)中斷通過(guò)一個(gè)結(jié)構(gòu)irqdesc來(lái)描述，各中斷的信息都在這個(gè)結(jié)構(gòu)中得以體現(xiàn)：

struct irqdesc {

unsigned int nomask