目錄

中斷概念的引入

ARM架構中斷的流程

異常向量表

Linux系統對中斷的處理

ARM對程序和中斷的處理

Linux進程中斷處理

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中斷概念的引入

如何理解中斷，我們可以進行如下抽象。把CPU看做一個母親，當它正在執行任務的時候，可以看為是一個母親在看書。此時可能發生許多不同的情況，比如說：遠處傳來貓叫聲、快遞敲門、房間中小孩子傳來哭聲，如上三種，其實都可以看做CPU的中斷，可以根據重要性來進行判斷是否要放下手頭中正在看的書（CPU暫時暫停處理任務去執行中斷）進行處理。

此時，還有可能發生如下情況，比如說地震了、突然掉下來一只蜘蛛、水突然燒開了，此時肯定是要停止看書去處理這些突發事件的（發生異常的時候，CPU必須馬上處理）。

如果這個母親決定去處理聽到的事，那么首先她需要先使用書簽夾在書上，記錄下當前看到的位置（保存現場），然后再去處理問題（處理異常），回來后，通過書簽找到之前閱讀的位置（恢復現場）。

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ARM架構中斷的流程

ARM架構中斷的流程如下：

1、初始化

? ? ? ? 首先設置中斷源讓它們可以產生中斷（只有外界可以產生聲音，比如貓叫、小孩子哭等，才可以產生中斷），比如讓一個GPIO引腳可以產生中斷。然后設置中斷控制器，設置中斷的優先級、或者屏蔽某些中斷，比如耳朵聽見了，但是不想去處理，可以假裝沒有聽見，這樣就是屏蔽了某個中斷。最后需要開啟CPU的中斷總開關（如果母親是聾子的話，對于外界所有聲音都是無效的）

2、CPU執行任務

3、產生中斷

? ? ? ? 按下按鍵，中斷信號發給中斷控制器，中斷控制器再發給CPU。

4、CPU每執行一條指令都會檢查是否有異常/中斷產生（硬件決定）

5、發生異常/中斷，開始處理

? ? ? ? 對于不同異常，跳到不同地址執行處理（異常向量表），這些地址上是函數指針或者函數地址，用來處理不同的異常

6、保存現場、執行處理函數、恢復現場

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異常向量表

當發生異常的時候，CPU會根據不同的異常來執行不同的處理。

從異常向量表跳轉過去處理異常的時候，首先會保護現場、處理異常最后恢復現場

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Linux系統對中斷的處理

ARM對程序和中斷的處理

如何理解棧在進程、線程、中斷中的作用，我們需要先了解ARM是怎么處理程序的，ARM芯片屬于精簡指令集計算機，它對于內存是只有讀、寫操作的。

比如說我們要進行a=a+b的運算，那么我們需要先讀取a到CPU中，然后在讀取b到CPU中，在CPU中執行a+b，然后在寫入到a當中。

如果在看的更加細節，那么我們可以通過下圖來進行解釋。CPU首先會先取代碼，才能知道我們一步步要進行什么操作（這里代碼需要轉化為機器碼），我們首先把a的值取到R0寄存器中，然后把b的值取到R1寄存器中，讓R1、R0寄存器相加存放到R0寄存器，然后再把R0寄存器的值讀取到a中。

假如，此時發生了中斷，那么CPU是怎么進行處理的呢？

Linux進程中斷處理

當進程A執行到一半的時候發生了中斷，此時需要保存現場，然后執行中斷，再恢復現場。當進程A繼續執行，此時再次發生了中斷，繼續保存現場，執行中斷，恢復現場。定時器發現進程A的時間用完之后，會保存A的現場，然后恢復B的現場。（對于這個定時器個人理解為，單核CPU并發執行進程，每個進程執行一段時間切換，宏觀上看成并行）