从零开始理解Linux中断架构（7）--- Linux执行上下文之中断上下文

最新推荐文章于 2024-11-13 10:46:32 发布
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分类专栏： Linux中断系统 文章标签： 架构 汇编 arm开发
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/maxleng/article/details/131213241
本文详细介绍了Linux在Armv8架构下处理中断的过程，包括中断处理程序的基本要求、Armv8异常处理的步骤，以及Linux中断上下文的保存与恢复。在Armv8中，中断上下文主要保存X0-X30寄存器的内容。中断栈和任务内核栈分别用于中断处理和线程切换时保存上下文。在Linux内核，pt_regs结构体定义了中断上下文的存储布局。

1 中断处理程序的基本要求

        当前运行的loop是一条执行流，中断程序运行开启了另外一条执行流，从上一节得知这是三种跳转的第三类，这个是一个大跳转。对中断程序的基本要求就是中断执行完毕后要恢复到原来执行的程序，除了时间流逝外，原来运行的程序应该毫无感知。

        

具体到Armv8架构，中断上下文要保存就是X0-X30。X30是LR寄存器。

2 Armv8 异常处理前半段

Armv8在exception发起后，PE做了一些前提工作：

        (1) CPU core感知到异常发生，生成一个目标异常等级

        (2) 把PSTATE寄存器里的值保存到对应目标异常等级的SPSR_ELx寄存器便于恢复时使用

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从零开始理解Linux中断架构（9）---异常执行流与调度
maxleng的专栏
06-26 888
线程的管理在内核中有显式的管理实体（task_struct object），但是对于el0_irq,el0_sync,el1_irq,el1_sync这类handler就没有显式的管理，如下图的el1_irq，代码看起来比较好理解，但是深入了解后，会发现在这函数里经历了很多的堆栈切换，但是el1_irq的存续并没有一个专门的内存结构去存储他的状态，被当成了当前线程的延伸段去处理，把上下文存储在了当前任务的cpu_conext,这就会造成理解的困难。如果需要调度，调度器会选择下一个进程，并且进行进程的切换。
从零开始理解Linux中断架构（6）---Linux执行上下文
maxleng的专栏
06-23 343
上面图中上帝视角的PC指针已经不是应用小“我“看到的那样在“小我逻辑连续“下转移，存在着很多大跳转的情况，这些大跳转早已脱离了下一条指令是“我”决定的条件，打破了小我的逻辑连续，跑到了“他“的逻辑地盘上去了，而这个大转移是操作系统这个“大我“的执行逻辑。PC指针被俘获体现出的本地性，让应用程序的执行逻辑产生了“我"（this）的感觉：CPU在忠实的执行我的代码，我决定了PC的下一条指令，各个运算的结果跟我的设计一致，我掌控了这一切。<对应>PC小跳转（顺序执行，无条件转移，条件转移，函数调用，函数返回）
Linux 中断上下文（一）
枫潇潇
07-09 2233
Linux上下文的理解 1 Linux空间划分 Linux将整个空间划分为用户空间与内核空间，该空间是可配置的，还有一种是用户空间及内核空间各位2G，如下图： 2 Linux内部结构 Linux内部结构分为三部分，从底层往上分别是：硬件——>内核空间——>用户空间，如下图所示。 需要注意的细节问题： 1） 内核空间存放的是内核代码和数据，而进程的用户空间存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，他们都处于虚拟空间中； 2） Linux使用两级保护机制：0级供内核使用，3级
Linux : 中断 上下文
yangjinjingbj的博客
02-03 488
某个外部设备因为某些事件向CPU发了一个信号,CPU停止正在进行的工作优先处理此事件, 处理完之后继续处理原来进行的工作。 CPU在执行一个程序时，对系统发生的某个事件（程序自身或外界的原因）作出的一种反应：CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去处理相应的事件，处理完该事件后，到适当的时候返回断点，继续完成被打断的程序。（如有必要，被中断的程序可以在后来某时间恢复，继续执行。） 中断： CP...
Linux驱动之------中断上下文
玫瑰花店的博客
10-18 714
中断 中断的顶半部(中断的上文) 中断的上文就是普通的中断服务函数 中断的底半部(中断的下文) 如果中断服务函数里面需要写很多东西，甚至还需要有延迟。但是肯定不能直接写在中断服务函数中，否则就违背了中断快进快出的原则。中断的下半部就相当于另开一个线程。在另一个线程中操作，延时、阻塞…都不影响中断的快进快出原则。 中断底半部的实现方法 中断底半部的实现方法有两种： 1、小任务 2、工作队列 小任务 小任务API 核心结构体： struct tasklet_struct { struct ta
Linux中断上下文
zpershuai1989的博客
04-29 355
Linux中断上下文中断概念为了提高CPU和外围硬件(硬盘，键盘，鼠标等等)之间协同工作的性能，引入了中断的机制。没有中断的话，CPU和外围设备之间协同工作可能只有轮询这个方法：CPU定期检查硬件状态，需要处理时就处理，否则就跳过。当硬件忙碌的时候，CPU很可能会做许多无用功（每次轮询都是跳过不处理）。中断机制是硬件在需要的时候向CPU发出信号，CPU暂时停止正在进行的工作，来处理硬件请求的一种机制
从零开始理解Linux中断架构（10）---上下文切换长征路
maxleng的专栏
06-26 335
#10线程需要被调度到#15，pre=#10,next=#15,el0_sync_10执行schedule,将执行流切到了el0_irq_15,此时栈指针SP_EL1指向了#15系统堆栈，el0_irq_15开始执行收尾工作。15#被挂起，中断上下文（pt_regs）存在它的内核栈底部，与他对应的执行流el0_irq_15挂在switch point上，返回信息存储在15#任务的cpu_context上。10#进程为用户态当前运行,SP_EL1指向它的内核栈底部,SP_EL0指向应用程序堆栈。
从零开始理解Linux中断架构（8）---执行上下文之CPU上下文
maxleng的专栏
06-25 429
实际上这里使用了一个隐含的事实：Linux所有的任务切换都是在内核中__switch_to函数中进行的，当前任务通过__switch_to->cpu_switch_to切换到（next）。这个过程相对于__switch_to来讲相当于从cpu_switch_to子函数调用返回，不管调度出去多久，寄存器被修改了多少，从__switch_to层面看就是觉得cpu_switch_to执行的时间变成有点长，只是要求这里只需要cpu_switch_to遵循。跟__switch_to是否进行了任务切换一点关系都没有。
自学linux驱动从入门到放弃（十三）中断上下文
weixin_44948595的博客
12-16 221
在中断中，分为中断上文和下文（tasklet），在request_irq中注册的函数为中断函数，一般是中断上文，中断下文一般用于处理一些复杂耗时间的程序。 1.中断上下文 1.1 tasklet结构体 struct tasklet_struct { struct tasklet_struct *next; unsigned long state; atomic_t count; void (*func)(unsigned long); unsigned long data;...
对Linux内核中进程上下文和中断上下文的理解
07-23
( 对Linux内核中进程上下文和中断上下文的理解
linux中断--中断上下文&进程上下文
鱼思故渊的专栏
09-30 6457
内核空间和用户空间是现代操作系统的两种工作模式，内核模块运行在内核空间，而用户态应用程序运行在用户空间。它们代表不同的级别，而对系统资源具有不同的访问权限。内核模块运行在最高级别（内核态），这个级下所有的操作都受系统信任，而应用程序运行在较低级别（用户态）。在这个级别，处理器控制着对硬件的直接访问以及对内存的非授权访问。内核态和用户态有自己的内存映射，即自己的地址空间。 处理器总处于以下状态中的
【linux学习笔记】中断上下文
weixin_40474683的博客
02-04 410
中断是我们的老朋友了，在裸机开发中中断处于不可或缺的地位。在linux开发中，也有一套自己的中断体系。与裸机开发最大的不同是，操作系统通常将中断划分为了上下文。比如上文处理硬件请求，而下文则对数据进行处理，网卡是一个典型的例子。 中断上文 相关函数接口 申请一个中断： int request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int...
Linux中断上下文和进程上下文（一）
u012590688的专栏
10-04 586
进程上下文和中断上下文是操作系统中很重要的两个概念，这两个概念在操作系统课程中不断被提及，是最经常接触、看上去很懂但又说不清楚到 底怎么回事。造成这种局面的原因，可能是原来接触到的操作系统课程的教学总停留在一种浅层次的理论层面上，没有深入去研究。  处理器总处于以下状态中的一种：      １、内核态，运行于进程上下文，内核代表进程运行于内核空间；      ２、内核态，运行于中断上下文，
linux内核驱动之中断上下文
wanghongshuai1的博客
03-17 1312
linux内核驱动之中断上下文
Linux | 中断的上下部分
qq_42278275的博客
03-10 627
目的 中断中可能没办法很快的处理完需要做的事，导致关中断时间过长，cpu效率下降，因此，引入中断的上下部分。上部分处理紧急事务（负责响应中断），其余的（中断服务程序）交给中断下半部。 上半部分 主要负责响应中断，这个part的关中断是关闭整个cpu的中断，即这个part是不会被任何打断的，因此它处理起来很快。具体：把剩下的、复杂的服务程序挂到下半部的队列上去，让下半部分慢慢处理。 下半部分 这个part可以被中断，即不需要关整个cpu的中断。具体实现方法：软中断、tasklet和等待队列。 ta
笔记整理—linux驱动开发部分（11）中断上下文
最新发布
qq_35229394的博客
11-13 1049
整理一下学习的内容，个人观点可能存在错误。本章介绍了在开发驱动过程中无法避开的一个工具中断。中断分为上下文，介绍了什么类型的任务适合放在什么地方，以及不同急迫程度以及体量的任务应该使用何种函数进行处理。这是为后面的屏幕驱动开发做铺垫，但是在做该驱动开发之前还要对一个硬件设备做介绍-----IIC子系统。
Linux中断（栈、上下部）
qq_47258284的博客
04-15 930
中断的处理可以分为上半部，下半部中断上半部，用来处理紧急的事，它是在关中断的状态下执行的中断下半部，用来处理耗时的、不那么紧急的事，它是在开中断的状态下执行的中断下半部执行时，有可能会被多次打断，有可能会再次发生同一个中断中断上半部执行完后，触发中断下半部的处理中断上半部、下半部的执行过程中，不能休眠：中断休眠的话，以后谁来调度进程啊？
Linux 检查中断上下文,linux中断上下文与睡眠
weixin_30093045的博客
05-14 163
keyword: linux, interrupt context, sleep1 Interrupt context is not associated with a process.The "current" macro is not relevant.So, there is no backing process. => no reschedule processnote:A "sle...
Linux内核中断与异常处理机制解析
在Linux操作系统中，中断和异常处理是内核机制的核心组成部分之一，直接关系到系统的稳定性、响应速度以及对硬件资源的有效管理。本系列课程《Linux系统内核分析系列_2 Linux的中断和异常处理》深入剖析了这一关键...
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