没有合适的资源？快使用搜索试试~ 我知道了~

首页基于ARM Linux的中断、异常的处理分析

基于ARM Linux的中断、异常的处理分析

ARMLinux

中断向量表

异常

4星 · 超过85%的资源需积分: 9 20 下载量 149 浏览量更新于2023-03-03 评论收藏 153KB PDF 举报

身份认证购VIP最低享 7 折!

领优惠券(最高得80元）

试读

33页

本文是基于ARM S3C2410X系统的Linux 2.6中断、异常和系统调用的处理分析。主要有以下几个部分： 1. ARM的硬件中断机制 2. Linux 2.6对ARM中断向量表的初始化 3. Linux 2.6对ARM中断、异常的处理（从汇编-->C语言函数；asm_do_IRQ）

资源详情

资源评论

资源推荐

基于

ARM Linux

中断、异常的处理分析

本文是基于

ARM S3C2410X

系统的

Linux 2.6

中断、异常和系统调用的处理分析。

主要有以下几个部分：

ARM

的硬件中断机制

Linux 2.6

对

ARM

中断向量表的初始化

Linux 2.6

对

ARM

中断、异常的处理（从汇编

-->C

语言函数；

asm_do_IRQ

）

、

ARM

的硬件中断机制

、中断的基本概念

在嵌入式系统中外部设备的功能实现主要是依靠中断机制来实现的，即将

设备功能程序的实现以中断服务子程序的形式进行组织。

中断（

interrupt

）通常被定义为一个事件，该事件改变处理器执行的指令顺

序。这样的事件与

CPU

芯片外部硬件电路产生的电信号相对应。

中断的产生每个能够发出中断请求的硬件设备控制器都有一条称为

IRQ(Interrupt ReQuest)

的输出线。所有的

IRQ

线都与一个中断控制器的输入引

脚相连，中断控制器与

CPU

的

INTR

引脚相连。

中断向量每个中断和异常由

0~255

之间的一个数（

位）来标识，

Intel

称其

为中断向量。

中断描述符表（

Interrupt Descriptor Table ,IDT

）是一个系统表，它与每

一个中断或异常向量相联系，每一个向量在表中有相应的中断或异常处理程序

的入口地址。内核在允许中断发生前，必须适当地初始化

IDT

。表中的每一项对

应一个中断或异常向量，每个向量由

个字节组成。因此，最多需要

256*8=2048

字节来存放

IDT

。

CPU

的

idtr

寄存器指向

IDT

表的物理基地址。

、中断和异常的硬件处理

在内核被

Init

进程初始化后，

CPU

运行在保护模式下。当执行了一条指令后，

和

eip

这对寄存器包含了下一条将要执行的指令的逻辑地址。在执行这条指令

之前，

CPU

控制单元会检查在运行前一条指令时是否发生了一个中断或者异常。

如果发生了一个中断或异常，那么

CPU

控制单元执行下列操作：

(1)

确定与中断或者异常关联的向量

（

0~255

）。

(2)

读由

idtr

寄存器指向的

IDT

表中的第

项。

(3)

从

gdtr

寄存器获得

GDT

的基地址，并在

GDT

中查找，以读取

IDT

表项中的

选择符所标识的段描述符，这个描述符指定中断或异常处理程序所在段的基

地址。

(4)

确定中断是由授权的发生源发出的。

中断：中断处理程序的特权不能低于引起中断的程序的特权（当权特权级

CPL—

对应

寄存器中的低两位应该大于段描述符—对应

GDT

表项中

设备

控制器

中断

控制器

IRQ

CPU

INTR

的描述符特权级

DPL

，否则就产生一个“

General protection”

异

常）；

编程异常：还需进一步比较

CPL

与对应

IDT

表项中的门描述符的

DPL

。

(5)

检查是否发生了特权级的变化，一般指是否由用户态陷入了内核态。也就是

说

CPL

是否不同于所选择的段描述符的

DPL

，如果是，控制单元必须开始使

用与新的特权级相关的堆栈，通过以下操作来做到这点：

、读

寄存器，访问运行进程的

TSS

段；

、用与新特权级相关的栈段和栈指针装载

和

esp

寄存器。这些值可以在进

程的

TSS

段中找到；

、在新的栈中保存

和

esp

以前的值，这些值指明了与旧特权级相关的栈

的逻辑地址。

(6)

若发生的是故障，用引起异常的指令地址修改

和

eip

寄存器的值，以使

得这条指令在异常处理结束后能被再次执行。

(7)

在栈中保存

eflags

、

和

eip

的内容。

(8)

如果异常产生一个硬件出错码，则将它保存在栈中。

(9)

装载

和

eip

寄存器，其值分别是

IDT

表中第

项门描述符的段选择符和

偏移量字段。这对寄存器的值指出中断或者异常处理程序的第一条指令的逻

辑地址。

控制单元所执行的最后一步就是跳转到中断或异常处理程序，换句话说，

处理完中断信号后，控制单元所执行的指令就是被选中处理程序的第一条指令。

中断

异常处理完后，相应的处理程序会执行一条

iret

汇编指令，把控制

权转交给被中断的进程，这条汇编指令让

CPU

控制单元做如下事情：

(1)

用保存在栈中的值装载

、

eip

和

eflags

寄存器。如果一个硬件出错码曾被

压入栈中，并且在

eip

内容的上面，那么执行

iret

指令前必先弹出这个硬

件出错码。

(2)

检查处理程序的特权级

CPL

是否等于

中最低两位的值

(

这意味着进程在

被中断的时候是运行在内核态还是用户态，即被中断的进程与处理程序是否

运行在同一特权级

)

。若是，

iret

终止执行；否则，转入下一步。

(3)

从栈中装载

和

esp

寄存器。这步意味着返回到与旧特权级相关的栈。

(4)

检查

、

和

段寄存器的内容，如果其中一个寄存器包含的选择符

是一个段描述符，并且特权级比当前特权级高（

DPL

的值小于

CPL

的值），

则清除相应的寄存器。控制单元这么做是防止怀有恶意的用户程序利用内核

以前所用的寄存器访问内核空间。

二、

Linux

对

ARM

中断向量表的初始化

、中断向量表的作用

如上在中断的硬件处理的分析中可知：中断首先是一个硬件行为，而处理

中断呢，显然又是一个软件行为，那么当硬件触发中断的时候，怎么调用到中

断处理函数的呢？要搞清楚这个问题，就要搞清楚发生中断的时候

CPU

做了什

么。以

S3C2410X

系统的异常中断为例：

S3C2410X

是基于

ARM920T

内核处理器。该系统提供的

FIQ

和

IRQ

异常中断用

于外部设备向

CPU

请求服务，一般情况下都是采用

IRQ

。

S3C2410X

系统中通常在

存储区的低端固化了一个

字节的硬件中断向量表，用来指定各异常中断及其

处理程序的对应关系。

CPU

知道一个

source

触发了中断，怎么调用执行一些函数

（汇编，或者

语言），就是靠异常向量表（事实上，

exception vector

table

也是由汇编组成的）

异常模式向量表偏移

复位（reset） SVC +0x00

未定义指令

UND +0x04

软件中断（SWI） SVC +0x08

预取指终止

ABT +0x0c

数据终止

ABT +0x10

未分配

-- +0x14

IRQ IRQ +0x18

FIQ FIQ +0x1c

arm

异常表，对应模式及向量表偏移（摘自

arm

体系结构与编程一书）

当一个异常出现后

, S3C2410X

系统中

ARM

处理器对异常中断的响应过程如下：

(1)

保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位。将当前程序状态寄存

器

CPSR

的内容保存到将要执行的异常中断对应的

SPSR

寄存器中。

(2)

设置当前程序状态寄存器

CPSR

中相应的位。包括设置

CPSR

中的位，使处

理器进入相应的执行模式；设置

CPSR

中的位，禁止

IRQ

中断，当进入

FIQ

模式时，禁止

FIQ

中断。

(3)

将寄存器

lr_mode

设置成返回地址。

(4)

将程序计数器值

(PC)

，设置成该异常中断的中断向量地址，从而跳转到相

应的异常中断处理程序执行。即处理器跳转到异常向量表中相应的入口（对

于

IRQ

，显然

pc=0x18

）。

所以当触发

IRQ

后，

CPU

会最后跳入

0x18

这个入口，定制

kernel

时只需

在这个入口填入自己的指令（当然是汇编语句），即可调用中断处理函数，可

能这样：

触发

IRQ—CPU jump

到

0x18

，同时要把

irqno

传入相应的寄存器调用一个中断

通用处理函数如：

asm_do_IRQ(unsigned int irqno) asm_do_IRQ()

这个函数

根据

irqno

就可以找到对应的中断描述符，然后调用中断描述符里面的

handler()

了。

剩余32页未读，继续阅读

balldamon

2012-02-24

说的比较详细，arm linux处理中断、异常时的分析清晰详细

Kits,Kits,Kits

CPUz.exe,Hash.exe,IP Subnet Calulator.exe, FlashPlayer.exe,uu3.exe,MiniCD.exe,最好的截图软件.exe

基于ARM的嵌入式Linux系统异常和中断的实现及优化

基于ARM的嵌入式Linux系统异常和中断的实现及优化。

基于ARM的嵌入式Linux系统异常和中断的实现及优化.pdf

在ARM11架构中，以下对中断的描述不正确的是A:ARM对中断处理中，会把CPSR保存在SPSR里面，修改CPSR的模式为进入异常模式 B：中断包括外部硬件产生的异常和芯片内部硬件产生的内部中断 C：ARM对中断处理中，在初始化过程中进行设置中断源，让它可以产生中断，屏蔽使能某个中断，设置优先级等工作 D：中断不是异常的一种

在ARM对中断的处理中，会将CPSR保存在SPSR中，修改CPSR的模式为进入异常模式；中断包括外部硬件产生的异常和芯片内部硬件产生的内部中断；ARM对中断处理中，在初始化过程中进行设置中断源，让它可以产生中断，屏蔽使...

在ARMLinux体系中，用来处理外设中断的异常模式是

在 ARMLinux 体系中，用来处理外设中断的异常模式是 IRQ (Interrupt Request) 异常模式。当外设产生中断请求时，CPU 会进入 IRQ 异常模式，并跳转到相应的中断处理程序来处理该中断。在 IRQ 异常模式下，可以进行...

请告诉我学习基于arm Linux开发的流程

学习基于 ARM Linux 开发的流程通常包括以下几个步骤： 1. 了解 ARM 架构：首先要对 ARM 架构有一定的了解，包括它的组成、特点以及与其他架构的比较。 2. 学习 Linux 操作系统：了解 Linux 的基本概念、命令以及...

基于arm-linux的点菜系统

基于arm-linux的点菜系统是一种运行在arm-linux操作系统上的点餐软件，可以用于餐厅、饭店等各类餐饮场所。该系统通常包括服务端和客户端两部分，服务端用于管理菜单、订单和用户信息，客户端用于实现顾客点餐、付款...

arm linux 和 linux区别

ARM Linux 和 Linux 本质上并没有区别，都是基于 Linux 内核的操作系统。ARM Linux 是为 ARM 架构的处理器设计的 Linux 操作系统，它与 x86 架构的处理器上运行的 Linux 操作系统有一些区别。ARM 架构的处理器与 x86...

ARM的中断模式能由异常进入吗

ARM的中断模式（IRQ Mode）可以通过一些异常进入。在ARM处理器中，外部中断（IRQ）是一种硬件中断，当外部设备产生中断请求时，处理器会自动切换到中断模式，并跳转到相应的IRQ中断处理程序。在中断处理程序中，...

linux arm gic中断流程

"Linux ARM GIC 中断流程" 是指在 ARM 架构的 Linux 操作系统中，使用 Generic Interrupt Controller（GIC）处理器来管理系统中各种中断的流程。它负责将来自不同设备和外部事件的中断请求，分派给适当的处理程序来...

嵌入式系统运行时，随时可能会发生异常。ARM体系中为应对异常的发生，设计了专门的异常处理流程。请简单论述ARM体系中的异常处理流程。

在异常处理流程中，当异常发生时，处理器会从当前的执行模式切换到处理异常的模式，并将当前的程序状态保存到堆栈中。然后，处理器会根据异常类型跳转到相应的异常处理程序中进行处理。在处理完异常之后，处理器将从...

arm linux pcie代码

Arm Linux PCIe代码是用于将Linux系统中的PCI Express总线功能与Arm芯片进行集成的代码。PCIe是一种高速数据传输总线，广泛应用于现代计算机中。在嵌入式系统上，使用PCIe总线与外部设备通信需要有对应的软件支持。...

基于arm嵌入式linux应用开发与实例教程

基于ARM嵌入式Linux应用开发与实例教程是一本关于ARM嵌入式平台上Linux应用开发的指导书籍。本书内容包含了从基础知识到实际应用开发的全过程，旨在帮助读者快速了解和掌握ARM嵌入式Linux应用开发的技术。书中...

armlinux阿里云mqtt

ARMLinux是基于ARM架构的Linux操作系统，而阿里云（Alibaba Cloud）是阿里巴巴集团的云计算服务平台。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种物联网通信协议。阿里云MQTT是阿里云提供的支持MQTT协议的...

arm架构、arm的模式、arm指令,寻址,异常,中断,异常向量表,

ARM架构（Advanced RISC Machine），是一种...在ARM架构中，异常向量表通常位于特定地址上，当异常发生时，处理器会根据异常类型从异常向量表中查找对应的异常处理程序的地址，然后跳转到该地址执行相应的处理程序。

请简单论述ARM体系中的异常处理流程。

基于Arm-Linux的嵌入式设计原理

基于Arm-Linux的嵌入式设计原理如下： 1. 硬件平台选择：在选择硬件平台时，需要考虑处理器的性能、功耗、价格以及硬件接口等因素。常用的Arm-Linux嵌入式开发板有Raspberry Pi、BeagleBoard、Orange Pi等。 2. ...

hdm125

粉丝: 13
资源: 8

上传资源快速赚钱

我的内容管理收起

我的资源快来上传第一个资源

我的收益

登录查看自己的收益

我的积分登录查看自己的积分

我的C币登录后查看C币余额

我的收藏

我的下载

下载帮助

会员权益专享

基于ARM Linux的中断、异常的处理分析

评论1

会员权益专享

最新资源

基于ARM Linux的中断、异常的处理分析

评论1

Kits,Kits,Kits

基于ARM的嵌入式Linux系统异常和中断的实现及优化

基于ARM的嵌入式Linux系统异常和中断的实现及优化.pdf

嵌入式Linux应用开发完全手册

ARM Linux驱动开发基础概念与实践

基于ARM的中断设计与实现 的研究目的和意义

在ARMLinux体系中，用来处理外设中断的异常模式是

请告诉我学习基于arm Linux开发的流程

基于arm-linux的点菜系统

arm linux 和 linux区别

ARM的中断模式能由异常进入吗

linux arm gic中断流程

嵌入式系统运行时，随时可能会发生异常。ARM体系中为应对异常的发生，设计了专门的异常处理流程。请简单论述ARM体系中的异常处理流程。

arm linux pcie代码

基于arm嵌入式linux应用开发与实例教程

armlinux阿里云mqtt

arm架构、arm的模式、arm指令,寻址,异常,中断,异常向量表,

请简单论述ARM体系中的异常处理流程。

基于Arm-Linux的嵌入式设计原理

会员权益专享

最新资源

基于ARM的中断设计与实现的研究目的和意义