深入了解 ARMv9对不可屏蔽中断的支持

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分类专栏： ARMv8/ARMv9架构从入门到精通 ARM-TEE-Android 文章标签： linux NMI 中断 arm armv9 ARM armv8
于 2022-10-05 13:25:08 首次发布
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本文深入讨论了ARM架构中不可屏蔽中断（NMI）的需求、最新架构扩展对其的支持，以及NMI在虚拟化环境中的应用。ARMv9通过新的控制选项提供了对NMI的简单编程模型，以满足操作系统和虚拟机管理程序的不同需求。

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深入探索ARMv9架构中对不可屏蔽中断的支持
CodeSageX的博客
09-21 244
在嵌入式系统中，不可屏蔽中断（Unmaskable Interrupt，简称NMI）是一种特殊类型的中断，它具有高优先级且无法被屏蔽。通过配置专门的NMI异常处理程序和相应的触发机制，嵌入式系统能够高效地响应重要的系统事件和故障。在ARMv9架构中，NMI的处理是通过一个专门的异常处理机制来实现的。比如，某些系统可能会通过专用的NMI引脚来触发NMI中断，而其他系统可能会通过软件指令来触发NMI中断。在实际应用中，你可以根据系统的需要编写自定义的NMI异常处理程序，执行必要的故障诊断和恢复操作。
深入解析ARMv9在嵌入式系统中对不可屏蔽中断的支持
WangWEel的博客
08-15 189
在上述代码中，首先定义了不可屏蔽中断向量表的地址，并将其放置在特定的.nmi_vector_table节中。然后，在nmi_init函数中，将该地址写入相应的不可屏蔽中断向量寄存器，并通过enable_nmi函数启用不可屏蔽中断。ARMv9架构通过引入一组专用的不可屏蔽中断异常向量和对应的处理程序来支持不可屏蔽中断。更多关于ARMv9架构和不可屏蔽中断的详细信息，请参考相应的技术文档和资料。在设计和编写嵌入式系统时，合理利用ARMv9架构的不可屏蔽中断支持，能够提升系统的稳定性和可靠性，应对各种意外情况。
linux不可屏蔽中断异常处理函数定义
wyfwx的专栏
09-01 1713
set_trap_gate(0,&divide_error);  set_intr_gate(1,&debug);  set_intr_gate(2,&nmi);  set_system_intr_gate(3, &int3); /* int3-5 can be calle
ARM处理器之中断与异常
月月鸟呀的博客
04-17 2048
一、概念引入与处理流程 CPU被中断的方式有指令不对、数据访问有问题、Reset信号等这称为异常，还有中断源：按键、定时器、网路数据等称为中断，中断处于一种异常体系，对于异常，首先需要我们保存现场(也就是保存相关的寄存器)，然后调用对应的处理函数，对于中断来说首先还需要分辨中断源再处理对应的处理函数，最后恢复现场 总体过程如下，其中标粗的过程是硬件决定的，后面的过程是软件决定的 初始化：a.设置中断源，让其可以产生中断；b.设置中断控制器(可屏蔽，可设置优先级)；c.设置CPU总开关(使能中断) 执
Linux Kernel支持NMI的三种方式
baron-周贺贺-代码改变世界ctw
10-05 1352
我们知道在ARM A-profile架构中(armv9.3之前)是不支持NMI中断的，但是操作系统对NMI类型中断又有强烈的需求，那都是怎么玩得呢？
ARMv8/ARMv9中断系列详解 - 中断示例展示 嵌入式
FDSJRU的博客
09-24 165
本文详细介绍了ARMv8/ARMv9架构中中断的工作原理，并通过一个外部中断的示例展示了中断的编程实现过程。处理器核心会暂停当前的任务，保存当前的上下文（如寄存器状态），并跳转到中断处理程序的入口点开始执行。中断控制器负责收集和管理所有中断源，处理器核心则负责响应中断并执行相应的中断处理程序。在ARMv8/ARMv9架构中，中断向量表通过向量表基地址加上中断号的偏移量来定位中断处理程序的入口地址。当GPIO引脚电平发生变化时，中断控制器会触发中断请求，并跳转到中断处理程序的入口地址开始执行。
20-armv8/armv9中断系列详解-硬件基础篇
baron-周贺贺-代码改变世界ctw
04-21 1651
armv8, armv9, gic,gicv2,gicv3,异常, 中断，irq,fiq,serror,sync，同步异常，异步异常，向量表，向量表基地址，VBAR，vbar_el3，中断嵌套，中断级联，Linux Kernel，optee,ATF,TF-A,optee,hypervisor, SPM
11. 基于ARM Cortex-A9中断详解
一口Linux的专栏
12-28 2942
1111
NMI在芯片常见用途
weixin_41155581的博客
09-02 3078
NMI，即non maskable interrupt，在ARM cortex M处理器中具有最高的优先级，通常被用于接收并处理一些威胁到芯片安全的事件。从目前做过的项目和学习过程中，总结了NMI的三个常见用途： 1.watchdog的计数器因为系统出现故障没有及时清除计数器而导致溢出时，可以产生NMI请求（当然，更常见的做法是产生复位） 2.Brown-out detector(BOD)，实时检查芯片的供电电压，如果低于警戒值，则产生NMI请求（也可以是产生复位，取决于芯片设计） 3.芯片上的其他安全事件
ARM CORTEX-M3程序进入错误中断调试笔记
12-14
ARM CORTEX-M3程序进入错误中断调试笔记
arm Linux 中断管理机制
JustDoIt_201603的博客
05-31 1360
关键词：GIC、IAR、EOI、SGI/PPI/SPI、中断映射、中断异常向量、中断上下文、内核中断线程、中断注册。 1.1 ARM支持中断类型 ARM GIC-v2支持三种类型的中断： SGI：软件触发中断(Software Generated Interrupt)，通常用于多核间通讯，最多支持16个SGI中断，硬件中断号从ID0~ID15。SGI通常在Linux内核中被用作IPI中断(inter-processor interrupts)，并会送达到系统指定的CPU上。 PPI：私有外设中断(P
ARM架构学习（1）——Exception level
weixin_39592381的博客
12-19 1503
在Armv8.0-A，EL2只能运行在非安全模式下，因为虚拟化实现不支持安全模式，但是Armv8.4-A添加了S.EL2寄存器，所以可以运行在两种模式下；AArch32兼容了老的32位架构，并且从Armv9-A开始，就限制了它只能在EL0下使用，AArch64可以在所有的EL等级下使用。不同后缀的寄存器是独立的、单独的寄存器（虽说功能相同，但是权限不同），在指令集中有自己的编码，并将在硬件中单独实现。**非安全模式：**这种模式只能访问非安全物理地址，和允许非安全访问的寄存器。时通过寄存器来确定的。
ARM64 linux 中断处理--架构
kakaBack的专栏
08-28 950
摘要：在 ARM64 嵌入式开发中，中断非常重要和常见的模块，研究和了解中断的架构和处理流程就非常重要。 本文主要阐述中断的整体架构和初始化流程，可以作为SOC和驱动开发参考
ARM笔记（中断）
wantingfy的博客
12-04 2万+
什么是中断？ 在处理器中，所谓中断，是一个过程，即CPU在正在执行程序过程中，遇到外部/内部紧急事件需要处理，暂时中止当前程序执行转而去 为事件服务，待服务完毕，再返回到暂停处（断点）继续执行原来的程序。为事件服务的程序称之为中断服务程序或中断处理程序。严格来说上述过程是针对硬件中断而言的，用软件方法也可以引起中断。硬件原因引起的中断过程中是不可测的，随机的，软件中断是可以人为控制的 断点：
ARM 之六 Cortex-M 内核中断/异常系统、中断优先级/嵌套 详解
技术干货
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问题 最近在使用STM32F3芯片的时候，遇到这样一个问题：如果外部中断来的频率足够快，上一个中断没有处理完成，新来的中断如何处理？ 在调试时，发现有中断有 挂起、激活、失能等状态，考虑这些状态都是干啥用的呢！他们是Cortex-M核所共有的，因此这里不针对与具体用的STM32 MCU，直接上升到 Cortex-M内核来了解一下！ 简介   中断（也称为“异常”）是微控制器一个很常见的特性。中断一......
NMI(Non Maskable Interrupt) 不可屏蔽中断
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NMI (Non Maskable Interrupt)——不可屏蔽中断(即CPU不能屏蔽)   无论状态寄存器中 IF 位的状态如何,CPU收到有效的NMI必须进行响应;NMI是上升沿有效;中断类型号固定为2;它在被响应时无中断响应周期.不可屏蔽中断通常用于故障处理(如:协处理器运算出错,存储器校验出错,I/O通道校验出错等). 　　IF = Interrupt Flag(中断状
【嵌入式开发】ARM 关闭中断 ( CPRS 中断控制位 | 中断使能寄存器 | 中断屏蔽寄存器 | 关闭中断 | 汇编代码编写 )
让 学习 成为一种 习惯 ( 韩曙亮 の 技术博客 )
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一. 中断控制 ( 基于 S3C6410 开发板 ) 1. 关闭中断的两个步骤 (1) 关闭中断步骤 2. CPRS 寄存器中的中断控制位 (1) CPRS 寄存器位 3. (1) CPRS 寄存器位 一. 中断控制 ( 基于 S3C6410 开发板 ) 本节 基于 S3C 6410 开发板, 不同的开发板 以及 不同 的芯片 中断控制机制是...
ARMv7-M4处理器系列文章-4中断&异常
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概述 中断通常是由硬件产生的时间，然后执行中断处理函数。通常流程如下： 外设触发中断请求到处理器 处理器暂停当前的任务，把关键寄存器信息保存栈中， 处理器执行中断服务程序，可能会清掉中断请求。 把之前保存的寄存器信息从栈中恢复到寄存器中，处理继续执行之前暂停的任务。 M4处理器中提供一个NVIC模块，用于中断的处理和控制，可接收多个中断源产生的中断请求，支持最多240个IRQ、1个NMI、1个SysTick以及多个系统异常。具体框图如下： 异常状态 Inactive：异常...
不可屏蔽中断
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03-17
<think>嗯，用户想了解不可屏蔽中断（NMI）在操作系统或硬件中的应用与处理。首先，我需要回忆一下NMI的基本概念。根据引用中的信息，NMI是硬件或软件产生的中断，不能被常规的中断屏蔽指令关闭，通常用于处理严重的系统问题，比如硬件故障。 接下来，我应该整理NMI的特点。比如，不可屏蔽性，意味着即使系统处于中断禁用状态，NMI也会被处理。优先级高，可能高于普通中断，但可能低于其他NMI。触发方式有硬件和软件两种，比如电源故障或INT n指令，不过引用1提到如果用NMI向量，处理方式会不同，不会激活NMI处理硬件，这点需要注意。 然后是应用场景。根据引用3，硬件故障如内存错误或电源问题会触发NMI，但无法确定具体硬件，所以系统可能只能记录事件并关机。操作系统层面，如Linux用于看门狗或崩溃调试，比如内核panic时触发kdump生成转储文件。虚拟化中，引用2提到管理程序可能用Arm架构的机制控制NMI的屏蔽，防止操作系统滥用。 处理流程方面，硬件检测到故障后发送NMI信号，CPU保存当前状态，跳转到NMI处理程序。处理程序需要快速执行关键操作，如保存日志或停机，避免复杂操作导致问题，因为NMI处理在中断上下文中，不能睡眠或被抢占（引用4）。处理完成后，可能直接恢复或系统重启。 实现方式上，软件触发可用INT指令，但引用1指出使用NMI向量时响应不同。硬件方面有专用引脚，如x86的NMI引脚。操作系统需要注册处理函数，比如Linux的register_nmi_handler。管理程序控制方面，引用2提到Armv8.6的细粒度陷阱可以限制操作系统修改堆栈指针，从而控制NMI屏蔽。 可能还需要考虑不同架构的实现差异，比如x86和Arm的处理方式。用户的问题可能涉及实际应用中的调试或系统设计，需要结合具体例子说明，比如kdump的使用。此外，NMI处理中的挑战，如无法屏蔽导致并发问题，处理程序必须简洁可靠，避免死锁。 最后生成相关问题时，要涵盖概念、应用场景、处理挑战、与可屏蔽中断的区别，以及具体案例如Linux中的处理。确保问题能够引导用户进一步深入理解NMI的各个方面。</think>### 不可屏蔽中断（NMI）的解析 #### 一、基本概念 不可屏蔽中断（Non-Maskable Interrupt, NMI）是一种优先级最高且无法通过常规中断屏蔽指令（如CLI）关闭的中断类型。它通常用于处理**关键硬件故障**（如内存校验错误、电源故障）或**系统级调试需求**。与可屏蔽中断不同，NMI的触发会绕过处理器的中断屏蔽逻辑，确保关键事件被立即响应[^1][^3]。 #### 二、NMI的特点 1. **不可屏蔽性**：即使处理器处于中断禁用状态（如执行原子操作时），NMI仍会被响应。 2. **高优先级**：通常高于普通中断，但不同架构可能定义多个NMI优先级。 3. **触发方式**： - **硬件触发**：通过专用引脚（如x86的NMI引脚）或特定硬件事件（如温度超限）。 - **软件触发**：通过指令如`INT n`（n为NMI向量号），但处理流程与硬件触发不同[^1][^4]。 #### 三、应用场景 1. **硬件故障处理** - 内存ECC错误、电源电压异常等场景触发NMI，但无法直接定位具体硬件故障源。 - 处理逻辑示例：记录错误日志 → 尝试安全停机 → 触发系统重启。 2. **操作系统调试与恢复** - Linux内核使用NMI实现**看门狗定时器**，检测系统死锁。 - 内核崩溃时通过NMI触发`kdump`机制，保存内存转储文件。 3. **虚拟化与安全隔离** - 管理程序（Hypervisor）通过Armv8.6的细粒度陷阱控制NMI屏蔽状态，防止客户操作系统滥用SP切换操作[^2]。 #### 四、处理流程与挑战 1. **硬件级处理** ```plaintext NMI触发 → 保存当前上下文 → 跳转至NMI处理程序 → 执行关键操作 → 恢复/重启 ``` - 中断上下文限制：NMI处理程序**不可调用可能阻塞的函数**（如内存分配），且需避免嵌套触发。 2. **软件实现示例（Linux内核）** ```c // 注册NMI处理函数 void register_nmi_handler(unsigned int vector, nmi_handler_t handler) { // 绑定NMI向量与处理逻辑 } ``` #### 五、关键实现差异 | 特性 | x86架构 | Arm架构 | |--------------------|--------------------------------------|--------------------------------------| | 触发方式 | 专用NMI引脚或`INT 2`指令 | 系统寄存器配置（如ICC_NMIAR1_EL1） | | 优先级管理 | 固定优先级（高于所有可屏蔽中断） | 可配置优先级 | | 虚拟化支持 | 通过VMX扩展实现 | 依赖EL2细粒度陷阱控制[^2] | #### 六、典型问题与解决 - **NMI风暴**：连续NMI触发导致系统死锁。 解决方案：设置NMI计数器，超限后强制复位。 - **调试冲突**：NMI处理程序与调试工具（如JTAG）竞争总线控制权。 解决方案：动态关闭调试接口的NMI响应。
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