linux-2.6.26内核中ARM中断实现详解
更新时间:2024-05-26 13:42:01 阅读量: 综合文库 文档下载
linux-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,ARM ATC授权培训讲师。
看了一些网络上关于linux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一些问题的理解。先从函数注册引出问题吧。
一、中断注册方法
在linux内核中用于申请中断的函数是request_irq(),函数原型在Kernel/irq/manage.c中定义:
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
irq是要申请的硬件中断号。
handler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,dev_id参数将被传递给它。
irqflags是中断处理的属性,若设置了IRQF_DISABLED (老版本中的SA_INTERRUPT,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,快速处理程序被调用时屏蔽所有中断,慢速处理程序不屏蔽;若设置了IRQF_SHARED (老版本中的SA_SHIRQ),则表示多个设备共享中断,若设置了IRQF_SAMPLE_RANDOM(老版本中的
SA_SAMPLE_RANDOM),表示对系统熵有贡献,对系统获取随机数有好处。(这几个flag是可以通过或的方式同时使用的)
dev_id在中断共享时会用到,一般设置为这个设备的设备结构体或者NULL。
devname设置中断名称,在cat /proc/interrupts中可以看到此名称。
request_irq()返回0表示成功,返回-INVAL表示中断号无效或处理函数指针为NULL,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。
在编写驱动的过程中,比较容易产生疑惑的地方是:
1、中断向量表在什么位置?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、中断号是如何确定的?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,dev_id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ARM V4及V4T以后的大部分处理器中,中断向量表的位置可以有两个位置:一个是0,另一个是0xffff0000。可以通过CP15协处理器c1寄存器中V位(bit[13])控制。V和中断向量表的对应关系如下:
V=0 ~ 0x00000000~0x0000001C V=1 ~ 0xffff0000~0xffff001C
arch/arm/mm/proc-arm920.S中
.section \ __arm920_setup:
…… orr r0, r0, #0x2100 @ ..1. ...1 ..11 ...1
//bit13=1 中断向量表基址为0xFFFF0000。R0的值将被付给CP15的C1.
在linux中,向量表建立的函数为:
init/main.c->start_kernel()->trap_init()
void __init trap_init(void) {
unsigned long vectors = CONFIG_VECTORS_BASE; ……
memcpy((void *)vectors, __vectors_start, __vectors_end - __vectors_start); memcpy((void *)vectors + 0x200, __stubs_start, __stubs_end - __stubs_start); .... }
在2.6.26内核中CONFIG_VECTORS_BASE最初是在各个平台的配置文件中设定的,如:
arch/arm/configs/s3c2410_defconfig中
CONFIG_VECTORS_BASE=0xffff0000
__vectors_end 至 __vectors_start之间为异常向量表。
位于arch/arm/kernel/entry-armv.S
.globl __vectors_start __vectors_start: swi SYS_ERROR0:
b vector_und + stubs_offset //复位异常:
ldr pc, .LCvswi + stubs_offset //未定义指令异常: b vector_pabt + stubs_offset //软件中断异常: b vector_dabt + stubs_offset //数据异常: b vector_addrexcptn + stubs_offset //保留: b vector_irq + stubs_offset //普通中断异常: b vector_fiq + stubs_offset //快速中断异常: .globl __vectors_end: __vectors_end:
__stubs_end 至 __stubs_start之间是异常处理的位置。也位于文件arch/arm/kernel/entry-armv.S中。vector_und、vector_pabt、vector_irq、vector_fiq都在它们中间。
stubs_offset值如下:
.equ stubs_offset, __vectors_start + 0x200 - __stubs_start
stubs_offset是如何确定的呢?(引用网络上的一段比较详细的解释)
当汇编器看到B指令后会把要跳转的标签转化为相对于当前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b vector_irq,那么实际执行的时候就无法跳转到搬移后的vector_irq处,因为指令码里写的是原来的偏移量,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irq_PC,它在中断向量表的偏移量就是irq_PC-vectors_start, vector_irq在stubs中的偏移量是vector_irq-stubs_start,这两个偏移量在搬移前后是不变的。搬移后 vectors_start在0xffff0000处,而stubs_start在0xffff0200处,所以搬移后的vector_irq相对于中断 向量中的中断入口地址的偏移量就是,200+vector_irq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+ vector_irq-stubs_start-irq_PC+vectors_start = (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vector_irq,减去irq_PC是由汇编器完成的,而后面的 vectors_start+200-stubs_start就应该是stubs_offset,实际上在entry-armv.S中也是这样定义的。
linux-2.6.26内核中ARM中断实现详解(2)
作者:刘洪涛,华清远见嵌入式学院金牌讲师,ARM公司ATC授权培训讲师。
三、中断处理过程
这一节将以S3C2410为例,描述linux-2.6.26内核中,从中断开始,中断是如何一步一步执行到我们注册函数的。
3.1 中断向量表 arch\\arm\\kernel\\entry-armv.S
__vectors_start: swi SYS_ERROR0
b vector_und + stubs_offset ldr pc, .LCvswi + stubs_offset b vector_pabt + stubs_offset b vector_dabt + stubs_offset b vector_addrexcptn + stubs_offset b vector_irq + stubs_offset b vector_fiq + stubs_offset .globl __vectors_end __vectors_end:
中断发生后,跳转到b vector_irq + stubs_offset的位置执行。注意现在的向量表的初始位置是0xffff0000。
3.2 中断跳转的入口位置 arch\\arm\\kernel\\entry-armv.S
.globl __stubs_start __stubs_start: /*
* Interrupt dispatcher */
vector_stub irq, IRQ_MODE, 4 @IRQ_MODE在include\\asm\\ptrace.h中定义:0x12 .long __irq_usr @ 0 (USR_26 / USR_32) .long __irq_invalid @ 1 (FIQ_26 / FIQ_32) .long __irq_invalid @ 2 (IRQ_26 / IRQ_32) .long __irq_svc @ 3 (SVC_26 / SVC_32) .long __irq_invalid @ 4 .long __irq_invalid @ 5 .long __irq_invalid @ 6 .long __irq_invalid @ 7 .long __irq_invalid @ 8 .long __irq_invalid @ 9 .long __irq_invalid @ a .long __irq_invalid @ b .long __irq_invalid @ c .long __irq_invalid @ d .long __irq_invalid @ e .long __irq_invalid @ f
上面代码中vector_stub宏的定义为:
.macro vector_stub, name, mode, correction=0 .align 5 vector_\\name: .if \\correction sub lr, lr, #\\correction .endif @
@ Save r0, lr_
stmia sp, {r0, lr} @ save r0, lr mrs lr, spsr
str lr, [sp, #8] @ save spsr @
@ Prepare for SVC32 mode. IRQs remain disabled. @
mrs r0, cpsr
eor r0, r0, #(\\mode ^ SVC_MODE)
msr spsr_cxsf, r0 @为后面进入svc模式做准备
@
@ the branch table must immediately follow this code @
and lr, lr, #0x0f @进入中断前的mode的后4位 @#define USR_MODE 0x00000010 @#define FIQ_MODE 0x00000011 @#define IRQ_MODE 0x00000012 @#define SVC_MODE 0x00000013 @#define ABT_MODE 0x00000017 @#define UND_MODE 0x0000001b @#define SYSTEM_MODE 0x0000001f mov r0, sp
ldr lr, [pc, lr, lsl #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_svc
movs pc, lr @ 当指令的目标寄存器是PC,且指令以S结束,则它会把@ spsr的值恢复给cpsr branch to handler in SVC mode .endm
.globl __stubs_start __stubs_start: /*
* Interrupt dispatcher */
vector_stub irq, IRQ_MODE, 4
.long __irq_usr @ 0 (USR_26 / USR_32) .long __irq_invalid @ 1 (FIQ_26 / FIQ_32) .long __irq_invalid @ 2 (IRQ_26 / IRQ_32) .long __irq_svc @ 3 (SVC_26 / SVC_32)
用“irq, IRQ_MODE, 4”代替宏vector_stub中的“name, mode, correction”,找到了我们中断处理的入口位置为vector_irq(宏里面的vector_\\name)。
从上面代码中的注释可以看出,根据进入中断前的工作模式不同,程序下一步将跳转到_irq_usr 、或__irq_svc等位置。我们先选择__irq_usr作为下一步跟踪的目标。
3.3 __irq_usr的实现 arch\\arm\\kernel\\entry-armv.S
__irq_usr:
usr_entry @后面有解释 kuser_cmpxchg_check
#ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS bl trace_hardirqs_off #endif
get_thread_info tsk @获取当前进程的进程描述符中的成员变量thread_info的地址,并将该地址保存到寄存器tsk等于r9(在entry-header.S中定义)
#ifdef CONFIG_PREEMPT//如果定义了抢占,增加抢占数值 ldr r8, [tsk, #TI_PREEMPT] @ get preempt count
正在阅读:
2019届高三语文第二次调研考试试题(新版)新人教版12-04
大学物理实验总结05-25
平行线与相交线 docx提高06-08
中国蛋黄酥行业市场前景分析预测年度报告(目录) - 图文10-21
节能环保作文1000字02-04
小学语文知识大全(名言、格言)03-06
杭州江南实验学校2013学年第一学期初一入学测试数学04-07
会展中心室外照明设计方案01-17
ai ei ui 教学目标03-13
- 2009中西部家居博览会总体策划
- 2009 Revit 1级工程师学生用
- 天津地铁建设工程试验检测机构管理办法(TJDT-ZY-AQ-29)
- 新四年级数学暑期班第七次教案
- 机械制造企业隐患排查治理检查表 - 图文
- 2008届全国百套高考数学模拟试题分类汇编-103概率与统计解答题 -
- 职场健身防病试题及答案
- Excel操作技巧大全II - --数据输入和编辑技巧
- 南开大学2018春季《行政管理学》离线作业考核答案
- 2015年医师定考简易程序试卷及答案
- 新《预算法》对行政事业单位预算管理的挑战解读
- 轴的课件
- 电动汽车充电桩设计 毕业论文
- 必修2、选修2-1、1-1期末模拟试题2
- 桌面远程运维管理系统实施-可行性研究报告120306
- 西气东输水土保持工程工作总结 - 图文
- 正宁县基本县情及经济社会发展情况简介
- SATWE参数设置(巨详细)
- 儒家法思想研究综述
- 生活家政服务电子商务平台建设运营整合方案书【审报完稿】
- 内核
- 中断
- 详解
- 实现
- linux
- 2.6
- ARM
- 26
- 深圳证券交易所数据接口规范(Ver4.37) - 图文
- 重庆绿色生态住宅绿色建筑小区 - 图文
- 江苏省泰兴市八年级地理下册8.2以河流为生命线的地区 - - 长江
- 四年级下册第六单元单元导读课教学设计
- 特种设备超声波检测作业指导书
- 三(2)健康教育教学总结
- 第13章时间序列分析与预测学习指导
- 中小学写作教学研究练习题
- 磁性材料专用设备试题库09.12.30(完稿版)1
- 分数的基本性质习题精选
- 江苏省如皋市搬经中学2017届高三上学期期初检测英语试卷
- 人教版高二化学选修五 第二章第三节卤代烃同步教案
- 已打印高一生物2.5(二)综合测试题21
- 投标人递交原件材料清单一览表
- 广东省汕头市澄海凤翔中学2015届高三上学期第二次段考数学试卷(
- 住院医技能考核标准
- 自然辩证法小论文
- 2018年最新大学生村官入党转正申请书
- 苏教版三年级语文苏教上册3语苏教第4单元单元测试卷A卷
- 英语教案-下学期 UNIT 30 MAINLY REVISION教学目标-教学教案