ARM Linux中断向量表搬移设计过程

Preface引言

我在这里用一些篇幅来描述一下arm体系结构下Linux中怎样来初始化中断向量表的，因为这个方法很具有通用性，我把它叫做代码大挪移。您说搬代码谁不会阿，不就是拷贝吗，的确如此，但是拷贝也有技巧。拷贝很简单啦，其实就是memcpy,这不用提，我在这里想说的是，你怎么把你的代码设计成能随便拷贝的，换句专业的术语，叫与位置无关的代码，拷到哪都能用。我以前也用过类似的方法作启动，今天拿来说说。

Scenario 1第一场景copy

我们先看实际动作。代码的位置在arch/arm/traps.c中，kernel version: 2.6.27。这个是初始化部分的代码，setup_arch()->early_trap_init().熟悉初始化部分的朋友们可能见到过这段代码。

void __init early_trap_init(void)

{

unsigned long vectors = CONFIG_VECTORS_BASE;

extern char __stubs_start[], __stubs_end[];

&nsp;extern char __vectors_start[], __vectors_end[];

extern char __kuser_helper_start[], __kuser_helper_end[];

int kuser_sz = __kuser_helper_end - __kuser_helper_start;

/*

* Copy the vectors, stubs and kuser helpers (in entry-armv.S)

* into the vector page, mapped at 0xffff0000, and ensure these

* are visible to the instruction stream.

*/

memcpy((void *)vectors, __vectors_start, __vectors_end - __vectors_start);

memcpy((void *)vectors + 0x200, __stubs_start, __stubs_end - __stubs_start);

memcpy((void *)vectors + 0x1000 - kuser_sz, __kuser_helper_start, kuser_sz);

…

}

实际copy动作一目了然，就是两个memcpy（第三个实际上是拷贝一些别的东西，原理是一样的，这里不提了）. Copy的源是vectors,这个值是CONFIG_VECTORS_BASE，一般来讲，是0xffff0000,当然你可以根据硬件的设定自己配制这个值。把什么东西往那copy呢?第一部分是从__vectors_start到__vectors_end之间的代码，第二部分是从__stubs_start到__stubs_end之间的代码，而第二部分是copy到vectors + 0x200起始的位置。也就是说，两部分之间的距离是0x200,即512个字节。

我们来看__vectors_start，__vectors_end，FONT face="Times New Roman">__stubs_start，__stubs_end到底是什么东西，只要知道它们在哪里定义的，就知道怎么回事了。

Scenario 2第二场景主角闪亮登场

它们埋伏在arch/arm/kernel/entry-armv.S中，这个文件是arm中各个模式的入口代码，熟悉arm的朋友们知道arm有几种模式，不知道的自己查查，不说了。我们取一个片断，和我们的阐述相关的部分。为了让大家看得更清楚，我删掉了部分代码和注释，把主干凸显出来。有兴趣的朋友可以查看源代码，研究全部，里面还是比较有内涵的。

.globl__stubs_start

__stubs_start:

/*

* Interrupt dispatcher

*/

vector_stubirq, IRQ_MODE, 4

//请注意这里：vector_stub是一个宏，展开后是一块代码，下面是个跳转表，我们将代码结//构展开，大致是这样的结构: (后面的vector_stubdabt, ABT_MODE, 8等展开过程全一样，在此略过不提)

// -------------------------------- begin展开

.align5

vector_irq:

sublr, lr, 4

@ Save r0, lr_ (parent PC) and spsr_

@ (parent CPSR)

@

stmiasp, {r0, lr}@ save r0, lr

mrslr, spsr

strlr, [sp, #8]@ save spsr

@ Prepare for SVC32 mode.IRQs remain disabled.

@

mrsr0, cpsr

eorr0, r0, IRQ_MODE ^ SVC_MODE)

msrspsr_cxsf, r0

@ the branch table must immediately follow this code

@

andlr, lr, #0x0f

movr0, sp

ldrlr, [pc, lr, lsl #2]

movspc, lr@ branch to handler in SVC mode

// -------------------------------- end展开

.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@f

/*

* Data abort dispatcher

* Enter in ABT mode, spsr = USR CPSR, lr = USR PC

*/

vector_stubdabt, ABT_MODE, 8

.long__dabt_usr@0(USR_26 / USR_32)

.long__dabt_invalid@1(FIQ_26 / FIQ_32)

.long__dabt_invalid@2(IRQ_26 / IRQ_32)

.long__dabt_svc@3(SVC_26 / SVC_32)

。。。

.long__dabt_invalid@f

/*

* Prefetch abort dispatcher

* Enter in ABT mode, spsr = USR CPSR, lr = USR PC

*/

vector_stubpabt, ABT_MODE, 4

.long__pabt_usr@0 (USR_26 / USR_32)

.long__pabt_invalid@1 (FIQ_26 / FIQ_32)

.long__pabt_invalid@2 (IRQ_26 / IRQ_32)

.long__pabt