请问一下关于中断发生内核堆栈切换的问题。
本文是原「蜗窝讨论区」的历史存档（2016-08-08），来自版块「Linux kernel技术问答」，共 6 帖。讨论区已停止服务，此处仅供查阅。
对于X86架构来说，发生中断，可以进行切换，每个进程都有它的TSS（忘记了）大概就是 会有地方去初始化SP，就是设置了内核堆栈。
但是对于ARM架构来说，中断发生，硬件上并没有这个初始化sp_irq(或者说是sp_svc）这个动作。 在看了下中断发生的相关代码，也没有看到哪里有赋值的动作。
如果是在内核启动期间，设置好了sp_svc寄存器的值，给每个进程共用。 那就是内核堆栈的虚拟地址都是相同的？ 进程切换会刷新页表，然后都会通过映射指向自己的内核堆栈... 那如果真的这样..应该还要保证进入和退出中断时候，sp_svc应该不要改变的？
是我疏忽了哪个地方？或者说是哪里理解错误。 望博主指点一二。 谢过~~
这个问题在/irq_subsystem/irq_handler.html中有描述，你可以看看。
简单的说： 1、内核初始化的时候设置了sp_irq的值，也就是设定了irq mode下的stack，只有12个字节，所有的中断共用这个中断栈 2、中断栈只是一个跳板，最终要切换到发生中断那个点的current thread的内核栈上，也就是设定sp_svc
谢谢你的回复。
确实sp_irq只是作为一个过渡，只保存几个寄存器，然后就会切换到了svc模式下了..也就切换为使用sp_svc. 我比较困惑的是，在x86，发生中断会通过每个进程的tss相应字段来设置sp0(内核堆栈).那就是说，在创建进程的时候，设置了tss内相应字段为分配thread_info的页帧地址上。这样在发生中断，其实就设置好了sp0了。
但是对于ARM来说，它并没有类似TSS这样会在发生中断的时候设置sp_irq或者是sp_svc.. 因此，我只能假设，所有进程发生中断的时候都是使用相同的sp_irq和sp_svc的值（虚拟地址.）.（映射到各个进程对应的物理地址） 但是要是这样的话，就需要保证中断进入和退出的时候，不应该改变过sp_irq和sp_svc的值。
你的文章里面有写到函数cpu_init会设置idle任务的sp_irq sp_svc 等...
假设有这样的情况，CPU初始化sp_irp = a。进程A在执行时候发生中断，然后一些堆栈操作改变了sp_irp = b. 退出中断，接着切换到进程B执行。。进程B执行过程发生中断，它的sp_irq就是等于b了。。这样就有问题了。 因为我才假设，每个进程的虚拟地址a都是作为sp_irq的堆栈..然后进程发生中断后，到退出中断。都应该保证说sp_irq=a..
x86不同的是，发生中断硬件上会设置sp0.因此没有这些条条框框。
不知道，你是否明白我描述的疑问。
谢谢。
发生了中断，最重要的是保存现场，在中断处理完之后，能够恢复现场就OK了，硬件现场（hardware context）的保存是由硬件和软件共同完成的。
对于ARM，当发生中断的那一刻，硬件会进行如下的动作： 1、将发生中断那一刻的CPSR保存在SPSR寄存器中 2、将返回地址保存在lr寄存器中（注意：这个lr寄存器是IRQ mode的lr寄存器，可以表示为lr_irq）
真正将hardware context保存到内核栈上是软件的行为。当然，目标是一开始就设定好了，将发生中断那一刻的hardware context保存到current task的内核栈上。不同的CPU有不同的设计，提供不同的软件和硬件的接口，对于X86，硬件帮忙做的事情更多，而ARM更希望你自己能够自力更生（更简单的HW logic意味着更少的晶体管，更少的功耗，而这也是ARM在移动平台上能够横扫Intel的根本原因）。怎么办？hardware context包括了cpu中的各种寄存器，想要将hardware context压入内核栈首先要获取current thread的内核栈指针，任何对cpu寄存器的使用将破坏硬件上下文，因此，linux kernel采用的方法是借用12个字节的中断栈。方法如下： 1、在中断栈上保存了发生中断那一点的r0值、PC值以及CPSR值。你可能会觉得：PC和CPSR需要保存吗？不是硬件已经帮忙保存lr_irq（虽然不是PC值，但是和PC值有固定的偏移关系）和spsr_irq中了吗？之所以保存spsr_irq和lr_irq的值，那是因为随后在切换到svc mode的时候需要修改spsr_irq和lr_irq的值。之所以保存r0，是因为后续会修改r0的值，把它做为一个scratch register。 2、切换到svc mode，具体完成下面两个步骤： （A）将处理器模式切换到svc mode （B）根据发生中断那一点的处理器模式，将pc设定为__irq_usr或者__irq_svc 在上面的过程中，lr_irq，spsr_irq和r0被破坏了，但是没有关系，相关信息已经保存在了中断栈上了（sp_irq） 3、一旦切换到SVC mode，ARM处理器看到的寄存器已经发生变化，这里的sp已经变成了sp_svc了。问题来了：sp_svc是什么值？在进程切换的时候就已经设定好了，sp_svc被设定为current thread的内核栈。这时候，除了被破坏的三个寄存器保存在中断栈上，其他的寄存器毫发无伤，软件只要将这些hardware context压入current thread的内核栈上即可。
回答你提出的具体问题： －－－－－－－－－－－－－－－－ 假设有这样的情况，CPU初始化sp_irp = a。进程A在执行时候发生中断，然后一些堆栈操作改变了sp_irp = b. 退出中断，接着切换到进程B执行。。进程B执行过程发生中断，它的sp_irq就是等于b了。。这样就有问题了。 因为我才假设，每个进程的虚拟地址a都是作为sp_irq的堆栈..然后进程发生中断后，到退出中断。都应该保证说sp_irq=a.. －－－－－－－－－－－－－－－－ sp_irp的值永远不会修改的，它只是个暂存数据的地方，就象临时变量，每次发生中断，临时用一下而已
先谢谢你的帮助。
你的回复里面有如下： 问题来了：sp_svc是什么值？在进程切换的时候就已经设定好了，sp_svc被设定为current thread的内核栈。
对于x86的来说，它可以在进入中断的时候，硬件电路可以实现tss来设定sp0。而对于ARM来说，它是在切换进程的时候， 提前设置好了sp_svc.. 这里解决了我的困惑，回头在看一下进程切换的时候设置sp_svc的代码。
另外，你提到的sp_irq是不会改变的，确实是这样的。 可以看到保存r0//lr/spsr stmia sp, {r0, lr} @ save r0, lr mrs lr, spsr str lr, @ save spsr 并不会修改sp_irq的值...只是作为一个临时缓存数据。
非常感谢。
alone-wyr 写道： 先谢谢你的帮助。
你的回复里面有如下： 问题来了：sp_svc是什么值？在进程切换的时候就已经设定好了，sp_svc被设定为current thread的内核栈。
对于x86的来说，它可以在进入中断的时候，硬件电路可以实现tss来设定sp0。而对于ARM来说，它是在切换进程的时候， 提前设置好了sp_svc.. 这里解决了我的困惑，回头在看一下进程切换的时候设置sp_svc的代码。
另外，你提到的sp_irq是不会改变的，确实是这样的。 可以看到保存r0//lr/spsr stmia sp, {r0, lr} @ save r0, lr mrs lr, spsr str lr, @ save spsr 并不会修改sp_irq的值...只是作为一个临时缓存数据。
非常感谢。
不太明白，这段代码应该是irq中断时执行的吧？ 这里的代码好像是sp改变了啊！stmia应该会使用sp增加8字节吧？
另外sp_irq只是临时的保存lr, r0, spsr到其irq stack上，那当切入svc模式后，这些被保存在irq stack上的寄存器值是不是也应该再次保存到current thread stack上。