baron · 3月23日 · 四川

00-armv8/armv9中断系列详解-序言

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引流关键词: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

1、序言

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?
    在这里插入图片描述
  • (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。

<font color=red size=5>说明:</font>

  • <font color=blue size=4>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</font>
  • 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...

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2、学习目标

在这里插入图片描述

  • 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
  • 本系列文章主要讲述图中的34,主要包含以下文章:
    01-armv8/armv9中断系列详解-序言
    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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以易懂、渐进、有序的方式,深入探讨ARMv8/ARMv9架构的核心概念。我们将从基础知识开始,逐步深入,覆盖最新的架构,不再纠缠于过时技术。本系列内容包含但不限于ARM基础、SOC芯片基础、Trustzone、gic、异常和中断、AMBA、Cache、MMU等内容,并将持续更新。
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