Linux ARM中断系统解析：无优先级与嵌套机制

"这篇博客文章主要探讨了Linux在ARM架构下的中断系统，作者在阅读ULK第四章后对其中关于Linux中断模型的描述产生了疑问，即Linux是否真的不支持优先级和中断嵌套。作者通过研究原始资料，试图揭示真相。 在ARM处理器中，存在七种不同的运行模式，包括用户模式(USR)、系统模式(SYS)、服务模式(SVC)、中断模式(IRQ)、快速中断模式(FIQ)、未定义指令模式(UND)和预取指异常模式(ABT)。其中，中断模式是ARM异常处理的一部分，中断和异常都可以触发处理器状态的切换，进入相应的异常处理模式。 异常向量表是ARM处理器用来处理异常和中断的关键组件，它包含了每个异常或中断处理的入口地址。当发生异常或中断时，处理器会跳转到对应的向量地址，执行相应的处理程序。 在ARM体系结构中，中断分为两种类型：IRQ（普通中断）和FIQ（快速中断）。FIQ通常用于需要快速响应的情况，因为它的处理路径比IRQ更快。ARM处理器支持中断嵌套，意味着在一个中断处理过程中可以发生另一个中断，系统会记录当前的中断状态并按照先来后到的顺序进行处理。 Linux中断系统在ARM上的实现确实不支持硬件优先级。这意味着所有中断都被视为同等重要，不会有任何中断被优先处理。当一个中断发生时，无论当前正在处理哪个中断，都会保存当前的状态并开始处理新的中断。这种设计简化了中断处理的逻辑，但也可能导致某些高优先级的中断被低优先级的中断延迟。 在中断处理流程中，中断控制器负责接收和管理来自硬件的各种中断请求，将它们转化为中断号。中断号是识别不同中断源的标识，每个中断号对应一个特定的中断处理函数。当中断发生时，中断控制器会向CPU发送中断信号，并提供中断号，CPU据此找到相应的处理程序。 Linux内核通过中断描述符表(Interrupt Descriptor Table, IDT)或者在ARM中称为中断处理函数表，来关联中断号和处理函数。一旦处理器进入中断模式，会根据中断控制器提供的中断号调用相应的中断处理程序。 在中断处理的上下文中，Linux使用了一种称为“底半部”(bottom half)的机制来处理那些不能在中断处理程序中立即完成的任务，以避免阻塞中断处理的进程。这通常涉及到软中断或任务队列等机制，确保中断处理的及时性和系统响应性。 Linux在ARM平台上的中断系统虽然不支持硬件优先级，但通过其自身的调度和管理机制，仍能有效地处理各种中断事件，保证系统的正常运行。中断处理的流程从硬件层面的中断请求到软件层面的中断服务，是一个复杂而精细的过程，需要深入理解才能完全掌握。”