arm linux内核中ARM中断实现详解.docx

Iinux-2.6.26内核中ARM中断实现详解（1）作者：刘洪涛，华清远见嵌入式学院金牌讲师，ARMATC授权培训讲师。看了一些网络上关于IinUX中断实现的文章，感觉有一些写的非常好，在这里首先感谢他们的无私付出，然后也想再补充自己对些问题的理解,先从函数注册引出问感吧.一、中断注册方法在IinUX内核中用于申请中断的函数是requesiirq<），函数原型在KerneIirqmanage.c中定义：intrequest/rq（unsignedintirq,irq_hand1.er_thand1.er,unsigned1.ongirqf1.ags,constchardevname,void*dev_id）irq是要申请的硬件中断号。hand1.er是向系统注册的中断处理函数，是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，deid参数将被传递给它。irqf1.ags是中断处理的属性,若设JS了IRQFD1.SAB1.ED（老板本中的SAINTERRUPT,本版ZhOn已经不支持了），则表示中断处理程序是快速处理程序，快速处理程序被谢用时屏锻所有中断，慢速处理程序不屏蔽：若设置了IRQF.SHARED（老版本中的SAsHIRQ）,则表示多个设备共享中断.若设置了IRQFSAMP1.E_RAMX）M（老版本中的SA-SAMP1.ERANDOM）,表示对系统端有奉献，对系统获取随机数有好处，（这几个f1.ag是可以通过或的方式同时使用的）devid在中断共享时会用到，一般设巴为这个设备的设备结构体或者NU1.Jdevname设置中断名称，在Catprocinterrupts中可以看到此名称。requcSJirqO返回0表示成功，返回-INVA1.表示中断号无效或处理函数指针为MJ1.1.,返回-EBUSY表示中断已经被占用且不能共享。关于中断注册的例子，大家可在内核中搜索下request.irq.在编写驶动的过程中,比较容易产生疑惑的地方是：1、中断向星表在什么位置？是如何建立的？2、从中断开始，系统是怎样执行到我自己注册的函数的？3、中I析号是如何确定的？对于硬件上有子中断的中断号如何确定？4、中断共享是怎么回事，deid的作用是？本文以2.6.26内核和S3C2410处理器为例，为大家讲解这几个问题，二、异常向量表的建立在ARMV4及Y4T以后的大局部处理器中，中断向盘表的位置可以有两个位置：一个是0,另一个是OXffffoO00。可以通过CP15协处理器C1.存放器中V位（bi1.13）控制。V和中断向量表的对应关系如F：OXOOOoooOO'0x00000O1.COxffffOOOO'OxffffOO1.Carch/ammproc-ar11920.S,.section”.1.ex1.ini1.”,Hoc,Uexecinstr_arn920_setup:orrr,r,.11.140x21001./bit13=1中断向量表基址为OxFFFFOOOOeRO的值将被付给CP15的C1.在IinUX中.向量:表建立的函数为：init/main.c->starJkerne1.()->trapinit()voidinittrapiniI(void)(unsigned1.ongvectors=CONFIG_VECTORS_BASE：nemcpy(void*)vectors,vectorsstart,_vectors_end-_vectors_start)：memcpy(void*)vectors+0x200,_stubs_start,_stubs_end-_stubs_start);)在2.6.26内核中CONF1.GVECTORSBASE最初是在各个平台的配置文件中设定的,如:arch/arm/configss3c2410defconfi中CONFIGVECTORSBASE=OxffffOOOOvectorsend至_vectors_start之间为异常向量表。位于arch/arm/kerne1/entry-armv.S.g1.ob1._VeetOrS_starC_vectors_start:swiSYS_ERRORO:/未定义指令异常:软件中断异常：数据异常：保存：普通中断异常：快速中断异常：bvectorUnd+stubsoffset/复位异常:Idrpc,.1.Cvswi+stubs_offsetbvcctor_pabt+StUbS_OffSetbVeCtOJdabt+StUbS_OffSetbvectorHddrexcp1.n+stubsoffsetbVeCtoJirq+StUbS.offsetbvector_fiq+StUbS.offset.g1.ob1.vectorsend:_vectors_end:stubsend至SIUbSSIar1.之间是异常处理的位置。也位于文件archarmkerne1.entry-a11nv.S,t,vectorUnd、VeCtOJPabt、vectorirq.VeCtor.fiq都在它们中间。stubsoffset值如下：.equStUbS.offset,_vectors_start+0x200-_StUbS_StartStUbS.offset是如何獭定的呢？(引用网络上的一段比较详细的解糅)当汇编器看到B指令后会把要跳转的标卷转化为相对于当前PC的偏移量(+32M)写入指令码。从上面的代码可以看到中断向量表和stubs都发生了代码搬移，所以如果中断向量表中仍然写成bvectorirq,那么实际执行的时候就无法跳转到搬移后的VeCtorirq处，因为指令码里写的是原来的儡移垃，所以需要把指令码中的偏移量写成搬移后的.我们把搬移前的中断向量表中的irq入口地址记irqPC,它在中断向量表的偏移域就是irqPCrec1.orsstart,vectorirq在StUbS中的偏移量是VeCtorJrq-StUbS_start,这两个偏移量在搬移前后是不变的。搬移后YCCtOrS_Start在OXffffOOOO处，而StUbSStart在OXffff在00处，所以搬移后的VeetoJirq相对于中断向量中的中断入口地址的偏移坑就是，200+v。Ctorirq在StUbS中的偏移量再减去中断入口在向量表中的偏移量，即200+vectorirqstubss1.ar1.-irqPCvectorsstart=(vector_irq-irq_PC)+VeCtorS_start+200-StUbS_Start,对于括号内的值实际上就是中断向量表中写的VeCtorirq,她去irq_PC是由汇编器完成的，而后面的VeCtOrS_Start+200-StUbSstart就应该是stubsoffset,实际上在entry-arnv.S中也是这样定义的.三、中断处理过程这一节将以S3C2410为例,描述IinUX-2.6.26内核中，从中断开始,中断是如何步步执行到我们注册函数的。3. 1中断向量衰archarmkerne1.entry-armv.S_VeCtorS_start:swiSYS_ERRORObVeCtoJUnd+stubs_offsot1.<1.rpc,.1.Cvswi+stubsoffsetbvector_pabt+StUbS.offsetbvector_dabt+StUbS.offsetbVeCtOJaddreXCPtn+stubs_offsetbVeCtOjirq+stubs_offsetbvector_fiq+StUbS.offset.g1.ob1._vectors-endvectorsend:中断发生后，跳转到bvector_irq+st泌&oet的位置执行。注意现在的向：止表的初始位置是OXfffTOO00。3.2 中断跳转的入I位置archarmkerne1.entry-armv.S.g1.ob1._StUbS_startstubsstart:*Interruptdispatcher*/.vector.stubirq,IRQ_MODE,4'IRQ-MODEinc1.udenptrace.h中定义t0x12.1.ong_irq_usr0(USR_26/USR.32)1.ongirqiriva1.id91(FIQ26/FIQ32)1.ongirqiriva1.id92(IRQ26/IRQ32)1.ong_irq_svc3(SVC_267SVC_32).1.ong_irq_inva1.id4.1.ong_irq_inva1.id51.ong_irq_inva1.id61.ong_irq_inva1.id97-1.ong_irq_inva1.id8.1.ong_irq_inva1.id09.1.ongirqinva1.id®a1.ong_irq_inva1.ideb.1.ong.irq_inva1.idc.1.ong一irq_inva1.idd.1.ongirqinva1.id®e1.ong.irq_inva1.idf上面代码中vectorstub宏的定义为：.macrovectorstub,mime,mode,Correction=O.a1.ign5vector-name:.ifcorrectionsubIr,Ir,#correction.endifSaver,1.r_<exception>(parentPC)andspsr_<excoption>蚀(parentCPS1.Ostmiasp.(r,Ir)saver.Irmrs1r,spsrsirIr,sp,即savespsrPrepareforSVC32mode.IRQsremaindisab1.ed.mrsr,cpsreorr,r,#(mode*SVjMODE)msrSPSJCXSf,r为后面进入SVC模式做准备®thebranchtab1.emustimmediate1.yfo1.1.owthiscodeandIr,Ir,的XOf进入中断前的mod。的后4位defineVSRMODE0x00000010鲫defineFIe1.MoDE0x00000011鲍defineIRQMODE0x00000012触defin。SYJM(2E0x00000013例defineABTMODE0x00000017购defineUM1.MODE0x000000Ib鲫defineSYSTEMMODE0x0000001fmovr,sp1.<rIr,pc,Ir,Is1.#2。如果进入中断前是usr,则取出PC+4*0的内容，即irq-usr©如果进入中断前是SVc,则取出PC+4*3的内容，即_irq_svcmovspc,Ir当指令的目标存放器是PC,I1.M令以S结束，则它会把&SPSr的值恢的给CPSrbranchtohand1.erinSVCmode.endm.g1.ob1._stubs_start_StUbS_start:*Interrupt