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IDTR和GDTR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字节。

 

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0×20~0x7F、0×81~0xFF。
Linux内核初始化中断是从init/main.c中的start_kernel调用trap_init和init_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IDT中0×20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. //按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2的CONFIG_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，offset是CFA的
                                       .endm


NOTE：
通用Flash存储器接口(CFI)是一种由Intel、AMD、Sharp和Fujutsu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  在irq_verctors.h中，定义了0～31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=230；230/7=32
    .balign32                                      //按32字节对齐

NOTE:
.balign[wl] abs-expr, abs-expr, abs-expr
增
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
和.balignl是.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
如,.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1或3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    //当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      //在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