【中断】【ARM64】学习总结

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已于 2024-05-05 09:44:49 修改 · 515 阅读

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#arm #linux

于 2024-05-02 10:29:17 首次发布

从arm手册可以看出，异常向量表在EL1~EL3都有，本文只涉及Linux kernel中的实现，即只涉及EL1和EL0。

参考Wiki：
optee中的异常向量表解读–中断处理解读

在这里插入图片描述
参考Wiki：
armv8/armv9中断系列详解-学这篇就够了

kernel版本：v6.9-rc6

(arch/arm64/kernel/head.S)

SYM_FUNC_START_LOCAL(__secondary_switched)
   ...
   /* 向量表起始地址放到EL1向量表基址寄存器中 */
   	adr_l	x5, vectors
	msr	vbar_el1, x5
	isb
	...
SYM_FUNC_END(__secondary_switched)

向量表入口：

(arch/arm64/kernel/entry.S)

/*
 * Exception vectors.
 */
	.pushsection ".entry.text", "ax"

	.align	11
SYM_CODE_START(vectors)
	kernel_ventry	1, t, 64, sync		// Synchronous EL1t
	kernel_ventry	1, t, 64, irq		// IRQ EL1t
	kernel_ventry	1, t, 64, fiq		// FIQ EL1t
	kernel_ventry	1, t, 64, error		// Error EL1t

	kernel_ventry	1, h, 64, sync		// Synchronous EL1h
	kernel_ventry	1, h, 64, irq		// IRQ EL1h
	kernel_ventry	1, h, 64, fiq		// FIQ EL1h
	kernel_ventry	1, h, 64, error		// Error EL1h

	kernel_ventry	0, t, 64, sync		// Synchronous 64-bit EL0
	kernel_ventry	0, t, 64, irq		// IRQ 64-bit EL0
	kernel_ventry	0, t, 64, fiq		// FIQ 64-bit EL0
	kernel_ventry	0, t, 64, error		// Error 64-bit EL0

	kernel_ventry	0, t, 32, sync		// Synchronous 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, t, 32, irq		// IRQ 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, t, 32, fiq		// FIQ 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, t, 32, error		// Error 32-bit EL0
SYM_CODE_END(vectors)

遗留问题：向量表中的t/h代表啥意思呢？

查找资料，有如下解释：
处理器模式为t（指Task模式，即用户态模式）
处理器模式为h（指Handler模式，即内核态模式）

扩展：

向量表在kernel镜像中的链接位置

(include/asm-generic/vmlinux.lds.h)

#define ENTRY_TEXT							\
		ALIGN_FUNCTION();					\
		__entry_text_start = .;					\
		*(.entry.text)						\
		__entry_text_end = .;

(arch/arm64/kernel/vmlinux.lds.S)

SECTIONS
{
	...
	.text : ALIGN(SEGMENT_ALIGN) {	/* Real text segment		*/
		_stext = .;		/* Text and read-only data	*/
			IRQENTRY_TEXT
			SOFTIRQENTRY_TEXT
			ENTRY_TEXT
			TEXT_TEXT
			SCHED_TEXT
			LOCK_TEXT
			KPROBES_TEXT
			HYPERVISOR_TEXT
			*(.gnu.warning)
	}

	. = ALIGN(SEGMENT_ALIGN);
	_etext = .;
	...
}

向量表分析

(arch/arm64/kernel/entry.S)

	.macro kernel_ventry, el:req, ht:req, regsize:req, label:req
	.align 7
	...
	b	el\el\ht\()_\regsize\()_\label
	...
	.endm

(arch/arm64/kernel/entry.S)

	.macro entry_handler el:req, ht:req, regsize:req, label:req
SYM_CODE_START_LOCAL(el\el\ht\()_\regsize\()_\label)
	kernel_entry \el, \regsize
	mov	x0, sp
	bl	el\el\ht\()_\regsize\()_\label\()_handler
	.if \el == 0
	b	ret_to_user
	.else
	b	ret_to_kernel
	.endif
SYM_CODE_END(el\el\ht\()_\regsize\()_\label)
	.endm

上述汇编代码片段中，汇编宏 kernel_ventry的参数结合el\el\ht()\regsize()\label()_handler函数对应如下不同异常的入口：

(arch/arm64/include/asm/exception.h)

asmlinkage void el1t_64_sync_handler(struct pt_regs *regs);
asmlinkage void el1t_64_irq_handler(struct pt_regs *regs);
asmlinkage void el1t_64_fiq_handler(struct pt_regs *regs);
asmlinkage void el1t_64_error_handler(struct pt_regs *regs);

asmlinkage void el1h_64_sync_handler(struct pt_regs *regs);
asmlinkage void el1h_64_irq_handler(struct pt_regs *regs);
asmlinkage void el1h_64_fiq_handler(struct pt_regs *regs);
asmlinkage void el1h_64_error_handler(struct pt_regs *regs);

asmlinkage void el0t_64_sync_handler(struct pt_regs *regs