ARM+Linux中断系统详细分析

位于arch/arm/kernel/entry-armv.S

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1. .globl __vectors_start
2. __vectors_start:
3. swi SYS_ERROR0
4. b vector_und + stubs_offset//复位异常
5. ldr pc, .LCvswi + stubs_offset //未定义异常
6. b vector_pabt + stubs_offset//软件中断异常
7. b vector_dabt + stubs_offset//数据异常
8. b vector_addrexcptn + stubs_offset//保留
9. b vector_irq + stubs_offset //普通中断异常
10. b vector_fiq + stubs_offset//快速中断异常
11. .globl __vectors_end
12. __vectors_end:

stubs_offset值如下：
.equstubs_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bvector_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。

2.中断响应

当有外部中断产生时，跳转到异常向量表的“bvector_irq + stubs_offset //普通中断异常”

进入异常处理函数，跳转的入口位置arch\arm\kernel\entry-armv.S代码简略如下

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1. .globl __stubs_start
2. __stubs_start:
3. /*
4. * Interrupt dispatcher
5. */
6. vector_stub irq, IRQ_MODE, 4
7. .long __irq_usr @ 0 (USR_26 / USR_32)
8. .long __irq_invalid @ 1 (FIQ_26 / FIQ_32)
9. .long __irq_invalid @ 2 (IRQ_26 / IRQ_32)
10. .long __irq_svc @ 3 (SVC_26 / SVC_32)
11. vector_stub dabt, ABT_MODE, 8
12. vector_stub pabt, ABT_MODE, 4
13. vector_stub und, UND_MODE
14. /*
15. * Undefined FIQs
16. */
17. vector_fiq:
18. disable_fiq
19. subs pc, lr, #4
20. vector_addrexcptn:
21. b vector_addrexcptn

vector_stub是个函数调用宏，根据中断前的工作模式决定进入__irq_usr,__irq_svc。这里入__irq_svc，同时看到这里FIQ产生时，系统未做任何处理，直接返回，即Linux没有提供对FIQ的支持，继续跟进代码

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1. __irq_svc:
2. svc_entry
3. …
4. irq_handler

svc_entry是一个宏，主要实现了将SVC模式下的寄存器、中断返回地址保存到堆栈中。然后进入最核心的中断响应函数irq_handler，irq_handler实现过程arch\arm\kernel\entry-armv.S

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1. .macro irq_handler
2. get_irqnr_preamble r5, lr
3. 1: get_irqnr_and_base r0, r6, r5, lr @判断中断号，通过R0返回，3.5节有实现过程
4. movne r1, sp
5. @
6. @ routine called with r0 = irq number, r1 = struct pt_regs *
7. @
8. adrne lr, 1b
9. bne asm_do_IRQ @进入中断处理。
10. ……
11. .endm

get_irqnr_and_base中断号判断过程，include/asm/arch-s3c2410/entry-macro.s

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1. .macro get_irqnr_and_base, irqnr, irqstat, base, tmp
2. mov \base, #S3C24XX_VA_IRQ
3. @@ try the interrupt offset register, since it is there
4. ldr \irqstat, [ \base, #INTPND ]
5. teq \irqstat, #0
6. beq 1002f
7. ldr \irqnr, [ \base, #INTOFFSET ] @通过判断INTOFFSET寄存器得到中断位置
8. …
9. @@ we have the value
10. 1001:
11. adds \irqnr, \irqnr, #IRQ_EINT0 @加上中断号的基准数值，得到最终的中断号，注意：此时没有考虑子中断的具体情况。IRQ_EINT0在include/asm/arch-s3c2410/irqs.h中定义.从这里可以看出，中断号的具体值是有平台相关的代码决定的，和硬件中断挂起寄存器中的中断号是不等的。
12. 1002:
13. @@ exit here, Z flag unset if IRQ
14. .endm

asm_do_IRQ实现过程，arch/arm/kernel/irq.c

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1. asmlinkage void asm_do_IRQ(unsignedintirq,