Kernel ARM系统模式在嵌套中断中如何有用？

有人能给我解释一下，当我们有嵌套中断时，系统模式到底是如何工作的吗

根据ARM站点

ARMv4和更高版本的体系结构包括一种称为系统模式的特权模式，以克服此问题。系统模式与用户模式共享相同的寄存器，它可以运行需要特权访问的任务，异常不再覆盖链接寄存器

那么系统模式如何利用用户模式的寄存器呢

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以及最高可处理的层次结构级别嵌套中断？

尝试在IRQ模式下处理嵌套中断：

• （用户）如果您处于用户模式，您的PC注册表将显示您的位置

• （用户）您得到一个中断

• （IRQ）核心切换到中断模式，禁用中断（屏蔽通过 cpsr.i）将PC从用户模式保存到IRQ模式下的LR

• （IRQ）在这个时刻，你不能得到更多的中断，因为中断是 残疾人

• （IRQ）您处于IRQ模式，并且确实启用了中断

• （IRQ）您调用一个函数来处理相关的中断。在LR包含的函数调用之后，将地址返回到顶级IRQ处理程序中

• （IRQ）另一个中断发生，LR被函数处理中断覆盖。此时，您无法获得稳定的状态，原因很简单，您无法在IRQ模式下出于自己的目的使用LR，并且已启用中断以支持嵌套中断。您认为可以将LR保存到堆栈中，但这将导致非限定循环的竞争条件

通过系统模式处理嵌套中断：

• （用户）如果您处于用户模式，您的PC注册表将显示您的位置

• （用户）您得到一个中断

• （IRQ）核心切换到中断模式，禁用中断（屏蔽通过 cpsr.i）将PC从用户模式保存到IRQ模式下的LR

• （IRQ）在这个时刻，你不能得到更多的中断，因为中断是 残疾人

• （IRQ）切换到系统模式，启用IRQ

• （系统）另一个中断发生，但事情正常，只是因为你没有与硬件竞争以保持你的LR正常

查看哪些寄存器存储在哪些状态

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如果你想巧妙地处理IRQ，你必须处理非常低级的asm，这是操作系统核心的一部分

回到代码上来。我想你对ARM核心寄存器有些了解。嵌套IRQ最重要的事情是保存ISR将返回的州。当IRQ发生时，CPU将旧的

CPSR

保存到

SPSR\U IRQ

，旧的

PC

保存到

LR\U IRQ

，IRQ将被禁用。因此，在跳入真正的ISR之前，您必须将

{R0-R12}

、

LR_irq

和

SPSR_irq

推入堆栈。注意，IRQ现在被禁用，没有任何东西会干扰您（除非FIQ，但FIQ使用其他不干扰IRQ寄存器的寄存器集）。之后，您可以安全地跳转到真正的ISR并启用IRQ

当从ISR返回时，禁用IRQ并从堆栈中检索SPSR，然后执行

LDM{R0-R12，PC}^

将使您从中断发生的位置返回

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另外，如果您只针对AAPC，则只能在条目中保存

{R0-R3，R12}

，因为C函数不会对

{R4-R11}

造成影响。注意，它讨论的是异常，而不是中断。中断是一种执行选项，但是，FIQ、数据中止、程序中止、未定义的异常等都是单独的模式。您可以将这些模式的状态，特别是

lr

和

spsr

保存到系统堆栈中，然后进入系统模式。此时，所有异常的所有代码都使用相同的堆栈。这是很有价值的，因为

sp

可以充当多个堆栈；为什么IRQ代码不能将当前上下文保存到中断堆栈中，然后启用中断？我认为可能需要一个变量来跟踪IRQ嵌套，因此当嵌套级别返回到零时，需要检查分派（用于此的另一个变量，如果IRQ处理程序调用取消阻止挂起任务的内核信号函数，则设置该变量）如果需要，将上下文切换到不同的用户任务。@rcgldr您不能在启用中断的IRQ模式下可靠地使用BL{X}，这就是我的意思-任何其他时髦的解决方案是的，当然。@auselen您能再解释一下这行吗

您认为可以将LR保存到堆栈中，但这可能会导致非定义循环。

我需要知道会发生什么竞争条件？@auselen-是的，我记得的解决方法是在汇编中实现的，使用R12作为psuedo LR，知道R12不会被嵌套中断损坏。我还记得有两个迷你操作系统，其中“用户”代码在管理模式下运行，另一个也是这样，如您所述，对嵌套IRQ使用系统模式。@Rahul您在IRQ模式下启用了中断，您的PC可以说是0xA4，您执行BL 0xB4来执行调用，PC变为0xB4，LR变为0xA4。如果你想返回，你知道你可以使用LR。然而，就在另一个中断发生时，LR变为0xB4，您失去了原来的位置（您无法及时保存LR）。