linux驅動之中斷處理過程匯編部分
linux系統下驅動中，中斷異常的處理過程，與裸機開發中斷處理過程非常類似。通過簡單的回顧裸機開發中斷處理部分，來參考學習linux系統下中斷處理流程。
一、ARM裸機開發中斷處理過程
以S3C2440的裸機開發啟動文件中，有關irq中斷部分代碼為例進行說明：
.extern main .text .global _start _start: b Reset HandleUndef: b HandleUndef HandleSWI: b HandleSWI HandlePrefetchAbort: b HandlePrefetchAbortHandleDataAbort: b HandleDataAbort HandleNotUsed: b HandleNotUsed b HandleIRQ HandleFIQ: b HandleFIQ Reset: ldr sp, =4096 @ 設置棧指針，以下都是C函數，調用前需要設好棧 bl disable_watch_dog @ 關閉WATCHDOG，否則CPU會不斷重啟 msr cpsr_c, #0xd2 @ 進入中斷模式 ldr sp, =3072 @ 設置中斷模式棧指針 msr cpsr_c, #0xdf @ 進入系統模式 ldr sp, =4096 @ 設置系統模式棧指針 bl init_led @ 初始化LED的GPIO管腳 bl init_irq @ 調用中斷初始化函數，在init.c中 msr cpsr_c, #0x5f @ 設置I-bit=0，開IRQ中斷 ldr lr, =halt_loop @ 設置返回地址 ldr pc, =main @ 調用main函數halt_loop: b halt_loop HandleIRQ: sub lr, lr, #4 @ 計算返回地址 stmdb sp!, { r0-r12,lr } @ 保存使用到的寄存器 @ 註意，此時的sp是中斷模式的sp，初始值是上面設置的3072 ldr lr, =int_return @ 設置調用ISR即EINT_Handle函數後的返回地址 ldr pc, =EINT_Handle @ 調用中斷服務函數，在interrupt.c中 int_return: ldmia sp!, { r0-r12,pc }^ @ 中斷返回, ^表示將spsr的值復制到cpsr
當irq中斷發生時，一些列的處理流程如下：
1、硬件自動令PC置為irq的中斷向量，從而執行跳轉指令“b HandleIRQ”。
其實，之前還伴隨著保存中斷斷點地址到lr（還要換算）；CPSR的值到SPSR；將CPSR切換到異常模式。
2、保存中斷現場
sub lr, lr, #4 @ 計算返回地址
stmdb sp!, { r0-r12,lr } @ 保存使用到的寄存器
3、執行中斷服務程序
ldr lr, =int_return @ 設置調用ISR即EINT_Handle函數後的返回地址
ldr pc, =EINT_Handle @ 調用中斷服務函數，在interrupt.c中
4、從中斷異常工作模式返回
int_return:
ldmia sp!, { r0-r12,pc }^ @ 中斷返回, ^表示將spsr的值復制到cpsr
二、linux系統中斷處理流程
1、ARM異常向量表
arch/arm/kernel/entry-armv.S
.globl __vectors_start __vectors_start: swi SYS_ERROR0 /* 復位時，執行這條指令 */ b vector_und + stubs_offset /* 未定義異常 */ ldr pc, .LCvswi + stubs_offset /* swi異常 */ b vector_pabt + stubs_offset /* 指令預取異常 */ b vector_dabt + stubs_offset /* 數據訪問終止 */ b vector_addrexcptn + stubs_offset /* 沒有用 */ b vector_irq + stubs_offset /* irq異常 */ b vector_fiq + stubs_offset /* fiq異常 */ .globl __vectors_end __vectors_end:
異常向量表，無非還是一些跳轉指令。當發生irq中斷，執行指令“b vector_irq + stubs_offset”，也就是跳轉到vector_irq代碼段繼續執行。
在linux內核初始化階段，start_kernel函數（init/main.c）會調用trap_init、init_IRQ兩個函數來初始化異常向量相關處理函數。簡要說明就是，將異常向量表拷貝到地址0xffff0000處（ARM體系協處理器寄存器c1能設置異常向量的基地址為0xffff0000），再把異常向量表中異常處理的進一步函數代碼段拷貝到0xffff0200位置（vector_und、vector_irq等）。
2、異常處理進一步函數----vector_irq
arch/arm/kernel/entry-armv.S
1 .globl __stubs_start 2 __stubs_start: 3 vector_stub irq, IRQ_MODE, 4 4 .long __irq_usr @ 0 (USR_26 / USR_32) 5 .long __irq_invalid @ 1 (FIQ_26 / FIQ_32) 6 .long __irq_invalid @ 2 (IRQ_26 / IRQ_32) 7 .long __irq_svc @ 3 (SVC_26 / SVC_32) 8 .long __irq_invalid @ 4 9 .long __irq_invalid @ 5 10 .long __irq_invalid @ 6 11 .long __irq_invalid @ 7 12 .long __irq_invalid @ 8 13 .long __irq_invalid @ 9 14 .long __irq_invalid @ a 15 .long __irq_invalid @ b 16 .long __irq_invalid @ c 17 .long __irq_invalid @ d 18 .long __irq_invalid @ e 19 .long __irq_invalid @ f
從第4行到第19行，記錄了（代碼鏈接階段填入的地址數據）在各個模式下遇到irq中斷時，發生異常的處理分支。比如第4行__irq_usr表示用戶模式下發生irq中斷時，由__irq_usr對應的代碼段來處理這種情況。
vector_stub是一個宏，將宏展開內容如下：
vector_irq: sub lr, lr, #4 stmia sp, {r0, lr} @ save r0, lr mrs lr, spsr str lr, [sp, #8] @ save spsr mrs r0, cpsr eor r0, r0, #(IRQ_MODE ^ SVC_MODE) msr spsr_cxsf, r0 and lr, lr, #0x0f mov r0, sp ldr lr, [pc, lr, lsl #2] movs pc, lr @ branch to handler in SVC mode .endm
這個宏的目的就是，根據進入irq中斷前處理器所處的模式，將緊接著其下邊的16個地址池中對應位置的處理向量，取出來賦給PC，完成進一步跳轉。這裏我們選擇讓程序跳轉到__irq_usr代碼段繼續執行。
3、異常處理進一步函數----__irq_usr
arch/arm/kernel/entry-armv.S
__irq_usr: usr_entry @將usr模式下的寄存器、中斷返回地址保存到堆棧中 get_thread_info tsk @獲取當前進程的進程描述符中的成員變量thread_info的地址，並將該地址保存到寄存器tsk等於r9 irq_handler @中斷處理 mov why, #0 b ret_to_user @中斷處理完成，返回中斷產生的位置
4、irq_handler
irq_handler是一個宏，將其內容展開如下：
arch/arm/kernel/entry-armv.S
.macro irq_handler get_irqnr_preamble r5, lr 1: get_irqnr_and_base r0, r6, r5, lr movne r1, sp adrne lr, 1b bne asm_do_IRQ
.endm
由此可見，進入asm_do_IRQ函數開始具體的中斷處理。需要指出的是，asm_do_IRQ是中斷的C語言總入口函數，到此為止中斷處理匯編部分已經全部涉及到。具體的代碼細節沒有分析，主要是為了理清中斷處理的整體脈絡。
參考資料：linux-2.6.26內核中ARM中斷實現詳解(轉）
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