ARM架构下中断处理详解

"本文深入探讨了ARM架构下的中断处理机制，包括中断处理的准备、中断发生时硬件的行为、中断进入和退出的过程。文中基于Linux内核3.14版本，详细阐述了ARM处理器的不同模式，如用户模式、超级用户模式（SVC模式）和中断模式（IRQ模式）。在中断处理过程中，ARM会从用户模式切换至SVC模式，但实际中断发生时会先短暂进入IRQ模式。在IRQ模式下，有一个小的栈用于临时存储数据，然后切换到SVC模式进行完整的异常处理。文章还提到了对ABT和UND模式的处理方式，以及中断模式栈的初始化工作。" 在ARM架构中，中断处理是一个关键的系统功能，它涉及到处理器状态的切换、栈的管理和异常服务例程的执行。中断处理过程分为以下几个阶段： 1. **中断处理的准备**：中断处理前，需要设置中断模式的栈。ARM处理器有多种模式，如用户模式、SVC模式、IRQ模式等。当中断发生时，处理器从当前模式切换至IRQ模式，这个模式有一个小栈，用于保存必要的寄存器值。接着，系统会切换到SVC模式，使用更大的栈进行中断服务。 2. **中断发生时的硬件行为**：中断发生时，硬件自动保存现场，如程序计数器PC、链接寄存器LR、状态寄存器CPSR等，这些信息会被压入中断模式栈。此外，处理器会清除中断标志，准备处理中断。 3. **中断进入过程**：中断发生后，CPU执行中断向量表中的地址，跳转到中断服务例程。在进入中断服务例程前，通常会保存更多的处理器状态，并根据需要切换到合适的栈，比如切换到当前线程的内核栈。 4. **中断退出过程**：中断处理完成后，需要恢复现场并返回到中断前的状态。这包括从栈中弹出之前保存的寄存器值，更新CPSR的状态，并恢复程序计数器PC，使程序能够从中断点继续执行。 在Linux内核中，中断模式栈的初始化是在`cpu_init`函数中完成的，确保每个CPU都有正确的栈配置来处理中断和异常。在处理ABT和UND模式时，也会经历类似的模式切换和栈管理过程，以确保异常能够被正确且安全地处理。 中断处理的高效性和准确性是系统稳定运行的关键，尤其是在实时性和多任务环境下。理解ARM中断处理机制有助于优化系统性能，解决中断相关的问题，并确保系统在面对外部事件时能够快速响应。