“ 老师在讲ARM课程：小明，你来说说中断和缺页中断有啥区别？

小明：他们不是一个妈生的

老师：小明同学，滚。。。

”

昨天咱们和大家聊了一下中断处理函数里遇到缺页中断的那些事儿，咱们只探讨了do_page_fault()这条内核解决门路，基本上这条解决门路曾经蕴含了次要和最难了解的场景，当然对于简略的do_translation_fault()/do_sect_fault()这条门路咱们认为代码比较简单，很好了解，所以就疏忽了。

那咱们明天来重新认识一下ARM v7上的异样解决的那些事儿。要意识ARM v7上的异样解决，咱们天然离不开ARM官网的手册了。这个大家在ARM官网上下载就行，一共2600多页，不过不必放心，ARM v8手册一共6666页，是不是有点恐怖？ ARM v8的，咱们当前有机会再和大家介绍吧。

01

打开ARM v7手册，在第B1.8章里就开始介绍异样解决了。一开始就给大家介绍异样向量表。

大家须要注意的是，ARM的芯片手册的介绍是把几个模式都揉在一起介绍的，如Hyp模式，Monitor模式，Secure模式，non-secure模式，这样会让初学者看起来有点凌乱，若把这几个模式独自章节兴许更好一些。假如咱们只关注Linux kernel运行的场景，那咱们关注non-secure模式就好了。这里显示异样解决次要有预取abort，data abort和undefined abort。其实和缺页中断相干的是data abort和预取abort。

还有一个向量表安放的问题，传统的向量表能够放在0x0或者0xffff_0000这两个地位，当然设置SCTL寄存器的V域，能够依照程序猿的要求来比拟随便的安放这个向量表的地位。

而后在第B.1.8.3章里介绍了如果一个异样产生了，ARM处理器会做了那些事件。

上图让笨叔翻译一下的话就是这样的：

硬件啊，你首先要确定要触发那个异样？预取abort还是data还是undefined，这个不应该是咱们程序媛来拍脑袋

保留产生异样那个现场的CPSR到 异样模式的SPSR寄存器

保留返回地址（return address）到LR寄存器

设置CPSR.M域到相应的模式，并切换到该模式。设置相应的mask bits，避免异样嵌套

PC指向向量表的对应的中央，而后go

异样产生的时候是跑在异样模式的。ARM很奇怪，每个模式都有本人的堆栈，和中断一样。通常硬件就帮你带到了异样模式里，然而异样模式的堆栈大小无限啊，没有方法保留所有的上下文，那怎么办？通常软件是在异样模式里晃了一下就跑到SVC模式去的。

上面笨叔以runninglinuxkernel_4.0这个git tree代码为例，比方当初data abort产生了，代码会跳转到异样向量表里的vector_dabt里。(arch/arm/kerne/entry-armv.S)

在下面代码中1188行代码，vector_stub是一个宏。有的小伙伴会问了，为啥这个宏最初的一个参数是8，而vector_irq是4呢？这个问题大家还是要依赖ARM v7手册啊，谁让它是咱们的衣食父母呢。在第B1.8.3章里有这么一个表，意思是说在每个异样产生的时候，LR寄存器寄存的值是产生异样那个点的地址加上了一个offset，因为流水线的起因。然而咱们OS里保留的LR须要减去这个offset，咱们在vector_stub宏代码里能够看到。

vector_stub宏代码如下：

笨叔大抵把它分成4局部来了解就简略多了。第一局部减掉方才说的offset失去真正的LR返回地址，第二局部保留异样产生时 LR和SPSR寄存器到 异样的栈里，第三局部切换到SVC模式，第4局部判断异样产生是在用户态还是内核态，而后别离跳转到_dabt_svc和_dabt_usr外面。

vector_stub这个宏的具体每一行代码的解释能够看《奔跑吧linux内核》第621页。

上面以_data_svc为例。

svc_entry和svc_exit都是宏，具体代码剖析见《奔跑吧linux内核》第5.1.4节内容。

对应ARM v7处理器，最初会跑到v7_early_abort这个汇编函数里，

第16和17行啥意思呢？

这外面波及到两个寄存器别离是FSR和FAR，咱们先看芯片手册的第B3.13.1章，这里就介绍了当产生异样，咱们怎么能晓得发了啥事呢？因为硬件是能精确get到异样产生的起因和地址的，然而咱们程序猿不晓得，所以须要通过寄存器的形式来通知咱们，对吧？

这里巴拉巴拉的和你说了，有一个叫做FSR寄存器寄存了异样状态信息，还有一个叫做FAR寄存器寄存了异样产生的地址。这两个寄存器别离形容在哪里呢？能够看第B4.1.51和第B4.1.52节，外面有这两个寄存器详细描述。

其中最重要的是FS寄存器域，留神了，这里FS域是有两局部组成的，一个是BIT [0~3]和BIT[10]，是不是有点奇葩呢。代码是这样的。

至多咱们是对应上的。那读出来的FS域有啥用呢？大家看手册的第B3.13.3章，这里有一个表来形容FS域的用法。

这表里定义了好多种缺页异样的类型，比方有translation fault，access fault，domain fault，permission fault等。

do_DataAbort()函数如下，大家能够重点看第547行，这里fsr_fs()方才提过了，fsr_info定义成一个table。

通过FSR寄存器的FS域来进行查表，而后跳转到对应的处理函数里。

大家能够对照代码和FS的表来看看什么状况下会跑到do_translation_fault()/do_sect_fault()，而什么状况下跑到do_page_fault。

ARM外面还有一种异样，叫做预取abort，代码门路和原理是相似的， 小伙伴能够自行浏览ARM v7手册和相应的代码来。

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