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如果,裸奔的話(huà),我們的中斷向量表一般都是 在start.S文件,開(kāi)始第一句匯編就開(kāi)始
寫(xiě)中斷向量表的代碼了。地址就是從 arm的0x0地址開(kāi)始,而linux內核也是一個(gè)給arm跑的大點(diǎn)的程序罷了,看看linux怎么來(lái)寫(xiě)這個(gè)向量表?
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linux-2.6.26內核中ARM中斷實(shí)現詳解(1) 收藏 看了一些網(wǎng)絡(luò )上關(guān)于linux中斷實(shí)現的文章,感覺(jué)有一些寫(xiě)的非常好,在這里首先感謝他們的無(wú)私付出,然后也想再補充自己對一些問(wèn)題的理解。先從函數注冊引出問(wèn)題吧。
一、中斷注冊方法
在linux內核中用于申請中斷的函數是request_irq(),函數原型在Kernel/irq/manage.c中定義:
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
irq是要申請的硬件中斷號。
handler是向系統注冊的中斷處理函數,是一個(gè)回調函數,中斷發(fā)生時(shí),系統調用這個(gè)函數,dev_id參數將被傳遞給它。
irqflags是中斷處理的屬性,若設置了IRQF_DISABLED(老版本中的SA_INTERRUPT,本版zhon已經(jīng)不支持了),則表示中斷處理程序是快速處理程序,快速處理程序被調用時(shí)屏蔽所有中斷,慢速處理程序不屏蔽;若設置了IRQF_SHARED(老版本中的SA_SHIRQ),則表示多個(gè)設備共享中斷,若設置了IRQF_SAMPLE_RANDOM(老版本中的SA_SAMPLE_RANDOM),表示對系統熵有貢獻,對系統獲取隨機數有好處。(這幾個(gè)flag是可以通過(guò)或的方式同時(shí)使用的)
dev_id在中斷共享時(shí)會(huì )用到,一般設置為這個(gè)設備的設備結構體或者NULL。
devname設置中斷名稱(chēng),在cat /proc/interrupts中可以看到此名稱(chēng)。
request_irq()返回0表示成功,返回-INVAL表示中斷號無(wú)效或處理函數指針為NULL,返回-EBUSY表示中斷已經(jīng)被占用且不能共享。
關(guān)于中斷注冊的例子,大家可在內核中搜索下request_irq。
在編寫(xiě)驅動(dòng)的過(guò)程中,比較容易產(chǎn)生疑惑的地方是:
1、中斷向量表在什么位置?是如何建立的?
2、從中斷開(kāi)始,系統是怎樣執行到我自己注冊的函數的?
3、中斷號是如何確定的?對于硬件上有子中斷的中斷號如何確定?
4、中斷共享是怎么回事,dev_id的作用是?
本文以2.6.26內核和S3C2410處理器為例,為大家講解這幾個(gè)問(wèn)題。
二、異常向量表的建立
在A(yíng)RM V4及V4T以后的大部分處理器中,中斷向量表的位置可以有兩個(gè)位置:一個(gè)是0,另一個(gè)是0xffff0000?梢酝ㄟ^(guò)CP15協(xié)處理器c1寄存器中V位(bit[13])控制。V和中斷向量表的對應關(guān)系如下:
V=0 ~ 0x00000000~0x0000001C
V=1 ~ 0xffff0000~0xffff001C
arch/arm/mm/proc-arm920.S中
.section ".text.init", #alloc, #execinstr
__arm920_setup:
…… orr r0, r0, #0x2100 @ ..1. ...1 ..11 ...1
//bit13=1 中斷向量表基址為0xFFFF0000。R0的值將被付給CP15的C1.
在linux中,向量表建立的函數為:
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內核中CONFIG_VECTORS_BASE最初是在各個(gè)平臺的配置文件中設定的,如:
arch/arm/configs/s3c2410_defconfig中
CONFIG_VECTORS_BASE=0xffff0000
__vectors_end 至 __vectors_start之間為異常向量表。
位于arch/arm/kernel/entry-armv.S
.globl __vectors_start
__vectors_start:
swi SYS_ERROR0:
b vector_und + stubs_offset //復位異常:
ldr pc, .LCvswi + stubs_offset //未定義指令異常:
b vector_pabt + stubs_offset //軟件中斷異常:
b vector_dabt + stubs_offset //數據異常:
b vector_addrexcptn + stubs_offset //保留:
b vector_irq + stubs_offset //普通中斷異常:
b vector_fiq + stubs_offset //快速中斷異常:
.globl __vectors_end:
__vectors_end:
__stubs_end 至 __stubs_start之間是異常處理的位置。也位于文件arch/arm/kernel/entry-armv.S中。vector_und、vector_pabt、vector_irq、vector_fiq都在它們中間。
stubs_offset值如下:
.equ stubs_offset, __vectors_start + 0x200 - __stubs_start
stubs_offset是如何確定的呢?(引用網(wǎng)絡(luò )上的一段比較詳細的解釋?zhuān)?br />
當匯編器看到B指令后會(huì )把要跳轉的標簽轉化為相對于當前PC的偏移量(±32M)寫(xiě)入指令碼。從上面的代碼可以看到中斷向量表和stubs都發(fā)生了代碼搬移,所以如果中斷向量表中仍然寫(xiě)成bvector_irq,那么實(shí)際執行的時(shí)候就無(wú)法跳轉到搬移后的vector_irq處,因為指令碼里寫(xiě)的是原來(lái)的偏移量,所以需要把指令碼中的偏移量寫(xiě)成搬移后的。我們把搬移前的中斷向量表中的irq入口地址記irq_PC,它在中斷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,這兩個(gè)偏移量在搬移前后是不變的。搬移后vectors_start在0xffff0000處,而stubs_start在0xffff0200處,所以搬移后的vector_irq相對于中斷向量中的中斷入口地址的偏移量就是,200+vector_irq在stubs中的偏移量再減去中斷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,對于括號內的值實(shí)際上就是中斷向量表中寫(xiě)的vector_irq,減去irq_PC是由匯編器完成的,而后面的vectors_start+200-stubs_start就應該是stubs_offset,實(shí)際上在entry-armv.S中也是這樣定義的。(作者:劉洪濤,華清遠見(jiàn)嵌入式學(xué)院金牌講師,ARM ATC授權培訓講師。) |
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