ARM-Linux 中断分析

ARM体系结构中，把复位、中断、快速中断等都看作‘异常’，当这些‘异常’发生时，CPU会到固定地址处去找指令，他们对应的地址如下：

地址 异常类型 进入时的工作模式

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

首先要明确的一点就是，无论内存地址空间是如何映射的，以上这些地址都不会变，比如当有快速中断发生时，ARM将铁定到0X0000001C这个地址处取指令。这也是BOOTLOADER把操作系统引导以后，内存必须重映射的原因！否则操作系统不能真正接管整套系统！

LINUX启动以后要初始化这些区域，初始化代码在main.c中的start_kernel()中，具体是调用函数trap_ini（）来实现的。如下面所示（具体可参照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})

以上可以看出这个函数初始化了中断向量，实际上把相应的跳转指令拷贝到了对应的地址。

当发生中断时，不管是从用户模式还是管理模式调用的，最终都要调用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 @ 调用do_IRQ来实现具体的中断处理

mov why, #0

get_current_task tsk

b ret_to_user

对于以上代码，在很多文章中都有过分析，这里不再赘述。

Linux每个中断通过一个结构irqdesc来描述，各中断的信息都在这个结构中得以体现：

struct irqdesc {

unsigned int nomask