ARM64 el1_irq 处理

本文详细介绍了ARM内核中的中断处理过程,包括中断入口、预处理、具体处理流程及堆栈切换等内容,并以GIC为例展示了具体的中断处理函数。

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 .align 6
el1_irq:
 kernel_entry 1
 msr daifclr, #1    //enable fiq
 enable_dbg_if_not_stepping x0
#ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
 bl trace_hardirqs_off
#endif
#ifdef CONFIG_PREEMPT
 get_thread_info tsk
 ldr w24, [tsk, #TI_PREEMPT]  // get preempt count
 add w0, w24, #1   // increment it
 str w0, [tsk, #TI_PREEMPT]
#endif
 
 irq_handler
 
#ifdef CONFIG_PREEMPT
 str w24, [tsk, #TI_PREEMPT]  // restore preempt count
 cbnz w24, 1f    // preempt count != 0
 ldr x0, [tsk, #TI_FLAGS]  // get flags
 tbz x0, #TIF_NEED_RESCHED, 1f // needs rescheduling?
 bl el1_preempt
1:
#endif
 
#ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
 bl trace_hardirqs_on
#endif
 
 kernel_exit 1
ENDPROC(el1_irq)


/*
 * Interrupt handling.
 */
 .macro irq_handler
 ldr_l x1, handle_arch_irq
 mov x0, sp
 irq_stack_entry
 blr x1
 irq_stack_exit
 .endm 
 
相关栈处理:

 .macro irq_stack_entry  mov x19, sp   // preserve the original sp

 /*   * Compare sp with the current thread_info, if the top   * ~(THREAD_SIZE - 1) bits match, we are on a task stack, and   * should switch to the irq stack.   */  and x25, x19, #~(THREAD_SIZE - 1)  cmp x25, tsk  b.ne 9998f

 this_cpu_ptr irq_stack, x25, x26  mov x26, #IRQ_STACK_START_SP  add x26, x25, x26

 /* switch to the irq stack */  mov sp, x26

 /*   * Add a dummy stack frame, this non-standard format is fixed up   * by unwind_frame()   */  stp     x29, x19, [sp, #-16]!  mov x29, sp

9998:  .endm

 
 
 /*
  * x19 should be preserved between irq_stack_entry and
  * irq_stack_exit.
  */
 .macro irq_stack_exit
 mov sp, x19
 .endm
 
 
初始化处理:
kernel/irq.c

void __init set_handle_irq(void (*handle_irq)(struct pt_regs *)) {  if (handle_arch_irq)   return;

 handle_arch_irq = handle_irq; }

需要注意的是,这里设置的handle_irq是主irq_chip下的处理函数,比如对于GIC来说,其设置是:gic_handle_irq。
 

static void __exception_irq_entry gic_handle_irq(struct pt_regs *regs) {  u32 irqstat, irqnr;  struct gic_chip_data *gic = &gic_data[0];  void __iomem *cpu_base = gic_data_cpu_base(gic);

 do {   irqstat = readl_relaxed(cpu_base + GIC_CPU_INTACK);   irqnr = irqstat & GICC_IAR_INT_ID_MASK;//#define GICC_IAR_INT_ID_MASK  0x3ff

上面两个操作说明,中断号是中断处理程序去读状态寄存器后得到的。

  if (likely(irqnr > 15 && irqnr < 1020)) {    if (static_key_true(&supports_deactivate))     writel_relaxed(irqstat, cpu_base + GIC_CPU_EOI);    handle_domain_irq(gic->domain, irqnr, regs);    continue;   }

  if (irqnr < 16) {    writel_relaxed(irqstat, cpu_base + GIC_CPU_EOI);    if (static_key_true(&supports_deactivate))     writel_relaxed(irqstat, cpu_base + GIC_CPU_DEACTIVATE); #ifdef CONFIG_SMP    /*     * Ensure any shared data written by the CPU sending     * the IPI is read after we've read the ACK register     * on the GIC.     *     * Pairs with the write barrier in gic_raise_softirq     */    smp_rmb();    handle_IPI(irqnr, regs); #endif    continue;   }   break;  } while (1);

}

 
 
<think>好的,用户现在的问题是关于ARMel1h_64_error_handler的错误处理机制或解决方案。首先,我需要确认用户提到的这个错误处理程序的具体上下文。ARM架构中的异常级别(ExceptionLevel,EL)有EL0到EL3,其中EL1通常用于操作系统内核。当发生异常时,处理器会根据异常类型和当前的EL跳转到对应的异常处理程序。这里提到的el1h_64_error_handler应该是在EL1处理同步异常的入口点,特别是在使用aarch64模式时。用户可能是在开发内核或者底层系统时遇到了相关的错误,比如系统崩溃、异常未正确处理等问题。需要解释ARM的异常处理机制,特别是同步异常在EL1处理流程。首先,异常向量表(ExceptionVector Table)的结构是关键,每个异常类型对应不同的入口,比如同步异常、IRQ、FIQ等。对于el1h_64_error_handler,这里的“h”可能表示当异常发生时,处理器处于SP_ELx(x为当前EL)堆栈指针,而“64”指的是aarch64模式。 接下来,需要说明如何实现这个错误处理程序。通常,处理同步异常需要读取ESR_EL1(ExceptionSyndrome Register)来确定具体的异常原因,比如未定义指令、数据中止等。根据不同的原因,处理程序需要采取不同的措施,比如打印错误信息、终止进程或进行恢复尝试。同时,可能涉及保存和恢复上下文,确保系统稳定性。 用户可能遇到的具体问题可能包括未能正确配置异常向量表,或者没有正确处理特定的异常类型,导致系统进入死循环或崩溃。因此,解决方案可能涉及检查向量表的地址是否正确设置(通过VBAR_EL1寄存器),以及ESR_EL1的解码是否正确。此外,可能还需要考虑堆栈指针的设置,确保在处理异常时有足够的栈空间。另外,用户可能对如何调试这类错误感兴趣,比如使用调试工具查看寄存器状态,或者通过日志输出ESR的值。还可能涉及到ARM架构参考手册的相关部分,指导用户查阅官方文档以了解ESR_EL1的各个位域含义。最后,生成的相关问题需要围绕实现细节、常见错误原因、调试方法、与其他异常处理的区别,以及优化建议等方面,帮助用户全面理解和解决他们可能遇到的问题。</think>### ARM el1h_64_error_handler 错误处理机制 在ARMv8-A架构中,`el1h_64_error_handler`是用于处理**EL1层级同步异常**的入口点,主要针对内核态(aarch64模式)的严重错误,例如未定义指令、对齐错误或内存访问异常等[^1]。 #### 实现核心步骤 1. **异常向量表配置** 通过设置`VBAR_EL1`寄存器指向异常向量表,定义同步异常入口地址: ```c // 示例:异常向量表定义 .section ".vectors" _vectors: .balign 0x800 // 同步异常入口(EL1使用SP_EL0) b el1h_64_sync_handler // IRQ等其他异常入口... ``` 2. **错误原因解码** 读取`ESR_EL1`(Exception Syndrome Register)获取错误类型: $$ \text{ESR\_EL1[31:26]} = \text{EC (Exception Class)} $$ 例如: - `EC=0x20`: 未对齐的内存访问 - `EC=0x25`: 数据中止(Data Abort) 3. **典型错误处理逻辑** ```c void el1h_64_sync_handler(void) { uint64_t esr = read_esr_el1(); switch (esr >> ESR_ELx_EC_SHIFT) { case ESR_ELx_EC_DABT_CUR: // 数据中止 handle_data_abort(); break; case ESR_ELx_EC_IABT_CUR: // 指令中止 handle_instruction_abort(); break; default: panic("Unknown sync exception"); } } ``` #### 常见问题与解决方案 | 问题现象 | 可能原因 | 解决方法 | |---------|---------|---------| | 系统进入异常死循环 | 未正确保存/恢复上下文 | 检查栈指针(SP_EL1)和通用寄存器保存逻辑 | | 无法解析ESR_EL1值 | 未对齐的EC字段解码 | 使用`ESR_ELx_EC()`宏提取EC字段[^2] | | 特定指令触发异常 | 内存权限配置错误 | 检查MMU页表属性(如AP位) | #### 调试建议 1. 通过`mrs x0, esr_el1`获取错误编码并转换为二进制分析 2. 检查`ELR_EL1`寄存器定位触发异常的指令地址 3. 使用`objdump`反汇编异常地址附近的代码
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