• Linux.中断处理.入口x86平台entry_32.S


    Linux.中断处理.入口x86平台entry_32.S

     

    在保护模式下处理器是通过中断号和IDTR找到中断处理程序的入口地址的。IDTR存的是一个32位的IDT起始地址和一个16位的IDT长度,理论上IDTRGDTR一样都能支持8192个中断门(65536字节),但x86只能支持256个中断,所以实际上IDTR的最大有效限长只是2048节。

     

    在这256个中断中,前0×20个中断号被处理器保留用作陷阱(Trap)、故障(Fault)和终止(Abort)。而第0×80号中断号则被Linux用来提供作为用户层程序陷入内核的系统调用之用。所以实际可用的中断号为0×20~0x7F0×81~0xFF
    Linux
    内核初始化中断是从init/main.c中的start_kernel调用trap_initinit_IRQ开始的。trap_init 是在arch/x86/kernel/traps.c中定义而init_IRQ是在arch/x86/kernel/irqinit.c中定义的。
    先来看trap_init很简单,就是初始化前0×20个保留的中断号。

     

    接下来看init_IRQ很简单就是简单地调用了intr_init。而intr_init这个函数是在arch/x86/kernel/x86_init.c中设定的。

     

    我们可以看到intr_init其实就是native_init_IRQ,它是在irqinit.c中定义的。该程序主要做了两件事:一是调用pre_vector_init实际上就是init_ISA_irqs;二是将所有的中断门设为interrupt数组里的函数。

     

    interrupt是在entry_32.S中定义的

    这里实际是上是生成NR_VECTORS-FIRST_EXTERNAL_VECTOR个函数入口,每个函数都在入口处压入一个中断号,然后jmpcommon_interrupt

    init_ISA_irqs是在irqinit.c中定义的,它主要初始化8259芯片为非AEOI模式,并将中断起始向量设为0×20。接着将中断描述符的硬件芯片设为i8259A_chip.其实这里8259的中断号与中断描述符的数组是一一对应的,只不过是0×20号对应irq_desc中的0,依此类推。

     

    现在可以大致总结一下,凡是小于0×20的中断号都由traps.c中的init_trap所初始化的函数接管。而这之后内核将IDT0×20以后的项的入口都初始化为不同的函数,这些函数都做相同的一件事情就是压入中断号,注意这个中断号是实际的中断号减去0×20得到的逻辑中断号,然后再跳转到common_interrupt中执行真正的中断处理程序。

     

    http://acm.hrbeu.edu.cn/~puppy/2010/12/13/linux-%E4%B8%AD%E6%96%AD%E5%A4%84%E7%90%86-%E5%85%A5%E5%8F%A3/

     

    http://www.cnblogs.com/hustcat/archive/2009/08/14/1546011.html

    http://blog.csdn.net/tommy_wxie/article/details/7425692

    http://www.cnblogs.com/openix/archive/2012/05/30/2526595.html

    http://bbs.csdn.net/topics/340191300

    详解entry_32.S

    http://blog.csdn.net/jinhongzhou/article/details/6015551

    interrupt被定义在arch/x86/kernel/entry_32.S中;
    下面,我们来详细理解一下entry_32.S中定义interrupt的这段代码:


    .section .init.rodata,"a"  //
    定义一个段,.init.rodata表示该段可以被读写操作,"a"表示需要为该段分配内存
    ENTRY(interrupt)           //
    定义数据段的入口为interrupt

    .text     //
    是告诉连接器,这部分数据是程序代码
        .p2align 5     //advances the locationcounter until it a multiple of 32. If the location counter is already amultiple of 32, no change is needed. //
    32字节对齐
                          ///.p2align
    指定下一行代码的对齐方式,第1参数表示按2的多少次幂字节对齐,第2参数表示对齐是跨越的位置用什么数据来填充,第3字节表示最多允许跨越多少字节。



        .p2alignCONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT         //
    如果上一行.p2align 5没有执行,那么执行这一条:按2CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT次幂的字节对齐,其中CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT是在内核配置中设定的

    ENTRY(irq_entries_start)   //
    代码段的入口定义为irq_entries_start


        RING0_INT_FRAME       //
    宏展开:.macro RING0_INT_FRAME        //#can't unwind into user space anyway
                                           CFI_STARTPROC simple   #define CFI_STARTPROC .cfi_startproc //
    用在每个函数的开始,用于初始化一些内部数据结构
                                           CFI_SIGNAL_FRAME      //#defineCFI_SIGNAL_FRAME    .cfi_signal_frame
    ;作用和上面一句类似
                                           CFI_DEF_CFA esp, 3*4  #define CFI_DEF_CFA .cfi_def_cfa //
    定义计算CFA的规则
                                           /*CFI_OFFSET cs, -2*4;*/
                                           CFI_OFFSET eip, -3*4  //#define CFI_OFFSET .cfi_offset //xx reg ,offsetreg
    中的值保存在offset中,offsetCFA
                                           .endm


    NOTE

    通用Flash存储器接口(CFI)是一种由IntelAMDSharpFujutsu共同制订的规格,是为了提高由不同的供应商现在或者将来所提 供的Flash器件的互换性的工业行业广大成果之一。CFI使得用户只需要一套驱动程序就可以识别并使用各种类型的Flash产品,因为器件的所有识别信息,诸如存储器大小、字节/字配置、块配置、必须的供电电压和时序信息等,都直接保存在芯片上。









    vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR   //#defineFIRST_EXTERNAL_VECTOR        0x20  
    irq_verctors.h中,定义了031号内部中断
    .rept(NR_VECTORS-FIRST_EXTERNAL_VECTOR+6)/7             //.rept
    表示循环,#define NR_VECTORS            256,为256-32+6=230230/7=32
        .balign32                                      //
    32字节对齐

    NOTE:
    .balign[wl] abs-expr, abs-expr, abs-expr

    加位置计数器(在当前子段)使它指向规定的存储边界。第一个表达式参数(结果必须是纯粹的数字)是必需参数:边界基准,单位为字节。例
    如,'.balign
    8'
    向后移动位置计数器直至计数器的值等于8的倍数。如果位置计数器已经是8的倍数,则无需移动。第2个表达式参数(结果必须是纯粹的数字)给出填充字节
    的值,用这个值填充位置计数器越过的地方。第2个参数(和逗点)可以省略。如果省略它,填充字节的值通常是0。但在某些系统上,如果本段标识为包含代码,
    而填充值被省略,则使用no-op指令填充空白区。第3个参数的结果也必须是纯粹的数字,这个参数是可选的。如果存在第3个参数,它代表本对齐命令允许跳
    过字节数的最大值。如果完成这个对齐需要跳过的字节数比规定的最大值还多,则根本无法完成对齐。您可以在边界基准参数后简单地使用两个逗号,以省略填充值
    参数(第二参数);如果您在想在适当的时候,对齐操作自动使用no-op指令填充,本方法将非常奏效。
    .balignw
    .balignl.balign命令的变化形式。.balignw使用2个字节来填充空白区。.balignl使用4字节来填充。例
    ,.balignw
    4,0x368d
    将地址对齐到4的倍数,如果它跳过2个字节,GAS将使用0x368d填充这2个字节(字节的确切存放位置视处理器的存储方式而定)
    如果它跳过13个字节,则填充值不明确。




      .rept   7                                              //
    加上前面的那个rept,则需要循环32*7=224次,这有点类似于两个for循环,在每次进行内循环时都要进行32字节的对齐操作




        .if vector <NR_VECTORS              //vector=0x20;NR_VECCTORS=256
            
          .if vector <> FIRST_EXTERNAL_VECTOR
        CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -4     //#defineCFI_ADJUST_CFA_OFFSET .cfi_adjust_cfa_offset //xx offset 
    修改计算CFA的规则,修改前面一个offset。达到按4字节对齐
          .endif
    1:    pushl $(~vector+0x80)    /* Note: always insigned byte range */   
    ????
        CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4     //4
    字节对齐
          .if ((vector-FIRST_EXTERNAL_VECTOR)%7) <>6    //
    vector=41,48 等等时,if为假,则不jmp到标号2执行,而这样的情况总共有32次:我不知道为什么??
        jmp2f                  //
    数字定义的标号为临时标号,可以任意重复定义,例如:"2f"代表正向第一次出现的标号"2:"3b代表反向第一次出现的标号"3:"
          .endif
          .previous     //.previous
    使汇编器返回到该自定义段之前的段进行汇编,则回到上面的数据段
        .long 1b     //
    在数据段中执行标号1的操作
         .text          //
    回到代码段
    vector=vector+1      //vector
    增加1
        .endif
      .endr      
    2:    jmp common_interrupt
    .endr   //
    结束224次循环
    END(irq_entries_start)  //
    结束代码段

    .previous  //
    返回数据段,结束数据段的interrupt
    END(interrupt)
    .previous  //
    返回定义数据段之前定义的那个段


    common_interrupt:
        addl $-0x80,(%esp)    /* Adjust vector intothe [-256,-1] range */
       SAVE_ALL           ////
    保存系统寄存器信息
        TRACE_IRQS_OFF      //
    irqflags.h # define TRACE_IRQS_OFF                          /
                                       jal    trace_hardirqs_off
        movl %esp,%eax
        call do_IRQ
        jmp ret_from_intr     //
    返回

     

     

     

    附:

    .p2align指定下一行代码的对齐方式,第1参数表示按2的多少次幂字节对齐,第2参数表示对齐是跨越的位置用什么数据来填充,第3字节表示最多允许跨越多少字节。

    previous表示恢复到当前.section定义之前的那个段作为当前段

     

     

     

     

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