Linux中断向量表初始化原理与ARM处理器地址设置详解

Linux中断向量的初始化在操作系统内部起着关键作用，尤其是在嵌入式系统和基于ARM架构的设备中。本文档探讨了中断向量表在Linux内核中的配置和处理方式，特别是在ARM处理器中，特别关注了V4及后续版本的特性。 首先，Linux内核支持两种类型的中断异常向量表地址：一种是加载地址，即在内存中存放向量表但未运行前的地址，另一种是运行地址，即实际执行时中断向量表的物理地址。在ARM V4及以上处理器中，这种地址选择是由CP15协处理器的c1寄存器中的V位控制的。当V位为0时，向量表的地址范围是从0x00000000到0x0000001C；当V位为1时，地址范围则变为0xffff0000到0xffff001C。Linux内核通常选择0xffff0000作为中断向量表的起始地址。 文档中的`__vectors_start`标签指向了中断向量表的具体内容。在这个区域，包含了各种中断处理程序的入口点，例如SWI（软件中断）、未定义指令异常（vector_und）、页错误异常（vector_pabt）、数据访问异常（vector_dabt）、异常返回（vector_addrexcptn）、IRQ（外部中断）和FIQ（快速中断）等。每个中断向量通常包含一个或多个指令，如`wordvector_swi`表示SWI中断的向量，`ldr`和`pc`操作用于将处理器的控制权转移至对应的处理函数。 为了优化对于具有独立I/D缓存的处理器性能，内核可能对这些向量进行了特殊布局，例如通过`.align5`确保足够的对齐，以及`stubs_offset`的计算，用于调整中断处理程序与向量表之间的距离，以便在硬件层面实现高效的数据交换。 总结来说，Linux中断向量的初始化是保证系统稳定运行的重要部分，它涉及到内存映射、处理器控制流管理和性能优化。理解这些细节有助于开发者在编写针对特定平台的Linux驱动程序时，确保中断处理的正确性和效率。