armv8/armv9中断系列详解-思考篇

文摘科技 2024-11-19 07:40 上海

带着问题去学习，关于异常/中断的一些思考:
(1)、在如下的一个大系统种，cpu正在optee os中运行，突然来了一个想给Linux Kernel处理的中断(如一个蓝牙中断)，那么此时的软硬件流程是怎样的？
(2)、在上述的大系统中，你的Linux Kernel、optee os、hypervisor、ATF系统中都有异常向量表，那么当一个中断到来时，是跳转到哪个系统中的向量表呢
(3)、什么是中断嵌套？怎样可以支持中断嵌套？什么是中断抢占？什么是中断优先级？什么是运行中断优先级？
(4)、什么是FIQ？FIQ和IRQ的关系是什么？
(5)、当来了一个中断，是如何跳转到向量表的？中间经过了怎样的路由？
(6)、当你调用了svc/hvc/smc指令后，cpu是如何跳转到你期望的目标地址的？
(7)、同步异常有哪些，异步异常有哪些，哪些优先级是一样的，哪些优先级是不一样的？
(8)、异常向量表存放在哪里？为什么会有人说放在0x00000000处？
(9）、什么是interrupt is asserted ？什么是interrupt is taken ？什么是PE Acknowledge this interrupt ？target 、routing又是什么意思？target from和target to呢？

做为一名底层安全工程师、一名一线支持客户的FAE，工作的内容涉及到TF-A、TEE、Linux Kernel、hypervisor、SPM等众多模块，cpu(或PE或core或PC)也会在这众多模块之间跳来跳去，由于这些代码大多数都是开源的，都是别人写好的，其实很多时候，也无需去看其底层的设计原理。但做为一名FAE，会遇到客户的灵魂一问，为了给客户一个专业的感觉，不得不去弄懂底层深层次的原理. 另外，有些时候遇到了性能相关问题，不懂底层的设计原理，也许就无法分析这类问题。

本人不是什么专家，也不是什么的大佬，也就是看了一些arm文档，加上自己的理解，然后总结出如下文章，当然我在总结的时候，一切都以官方资料为准，尽量不瞎说不乱说。。

最后，希望这系列文章，能够对大家有所帮助。好好学习、天天向上，卷起来同志们。

说明：

本系列所讲述的，都是以armv8-aarch64/armv9架构位基基础，Linux Kernel 5.10、optee3.16、TF-A 2.5
大多数内容来自arm官方文档、很小很小部靠猜测，再加上部分自己的理解…

2、学习目标

理解整个中断的数据流，从peripheral到gic到core再到操作系统软件
了解中断的产生、中断的标记、中断的路由、中断的Master，以及操作系统对中断的处理
了解从peripheral产生中断后，有哪些是硬件自动的行为，有哪些是架构推荐定义的软件流程，以及各类操作系统软件中的处理流程
这是一个系列的文章，该系列文章还包含：
01-armv8/armv9中断系列详解-思考篇
02-armv8/armv9中断系列详解-硬件基础篇
03-armv8/armv9中断系列详解-中断示例展示(不含虚拟化部分)
04-armv8/armv9中断系列详解-中断示例展示(虚拟化部分)
05-armv8/armv9中断系列详解-optee运行时来了一个REE(linux)中断–代码导读06-armv8/armv9中断系列详解-软件篇-Linux kernel中断相关软件导读

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