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arm linux 系统中,中断向量表在那个地方? [复制链接]

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发表于 2009-12-19 16:15:37 |显示全部楼层
关键词: arm , linux , 系统 , 向量
如果,裸奔的话,我们的中断向量表一般都是 在start.S文件,开始第一句汇编就开始
写中断向量表的代码了。地址就是从 arm的0x0地址开始,而linux内核也是一个给arm跑的大点的程序罢了,看看linux怎么来写这个向量表?
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                                         linux-2.6.26内核中ARM中断实现详解(1)                    收藏                                                                                                                 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 ".text.init", #alloc, #execinstr
        __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。(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。)
用以至学。
linux_Ultra (离线)
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发表于 2009-12-19 16:23:06 |显示全部楼层
V=0        ~        0x00000000~0x0000001C---- arm 默认的向量表地址从0x0开始
V=1        ~        0xffff0000~0xffff001C---linux使用时,通过协处理器指令,从新设置向量表开始地址,让向量表地址从内核占据的高1G的地址空间的最低地址开始,就是0xffff0000开始。这也是,为什么,内核代码占据着32位cpu最高1G空间的原因。
用以至学。
lelee007 (离线)
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发表于 2009-12-19 21:08:45 |显示全部楼层
好文

顶一个

华清远见有几个讲师水平还是很高的
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