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linux 中斷棧是 Linux 內核中重要的一個組件，它用于處理系統(tǒng)中斷，以及處理 CPU 棧溢出時切換到特定上下文與后續(xù)行為。特別是，它可以幫助 Linux 內核調用中斷處理程序。因此，它對 Linux 系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性至關重要。本文將全面詳細介紹 linux 中斷棧的使用方法與原理。
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一. 使用方法
1. 設置中斷棧
Linux 中斷?？梢酝ㄟ^設置堆棧指針寄存器 sp 和鏈接器標簽來實現(xiàn)設置。具體來講，在 setup.c 中的當前 CPU 內核段偏移量處定義標簽：interrupt_stack；然后調用 setup_stack_pointer() 函數(shù)，用這個標簽設置 sp 寄存器的值，從而完成堆棧指針的設置。
通過以下代碼，可以清楚地看到這一過程：
/*設置 sp 寄存器的值以設置中斷棧*/
static void setup_stack_pointer(int cpu, unsigned long stack)
{
unsigned long tss_stack = stack + interrupt_stack_size;
/*設置 TS 棧指針*/
wrmsrl(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, tss_stack);
/*設置系統(tǒng)堆棧*/
x86_cpu_tss[cpu].sp1 = (unsigned long)tss_stack;
/*設置中斷棧*/
x86_cpu_tss[cpu].sp0 = (unsigned long)stack;
}
2. 使用中斷棧
當 CPU 中斷發(fā)生時，內核就會使用預定義的中斷棧來處理。具體來說，當 CPU 中斷發(fā)生時，首先使用 x86_cpu_tss[cpu].sp0 寄存器的值來獲取內核的堆棧指針，然后跳轉到中斷處理程序函數(shù)地址來處理中斷，該過程如代碼所示：
/*使用中斷棧處理 CPU 中斷*/
static void do_irq(unsigned long rflags, unsigned int irq,
struct pt_regs *regs)
{
/*獲取內核堆棧指針*/
unsigned long *sp = (unsigned long *)(x86_cpu_tss[smp_processor_id()].sp0);
/*處理中斷*/
__asm__ __volatile__(
“movl %0, %%esp\n\t”
“call do_IRQ\n\t”
“movl %%esp, %0”
:”=r”(sp)
:”r”(sp)
);
}
三. 原理
1. 原理概述
Linux 中斷棧的原理主要基于 x86 處理器的段機制和堆棧機制。在 x86 架構中，段是一段連續(xù)的虛擬地址空間，數(shù)據(jù)可以被存儲在段寄存器中，該段寄存器中的數(shù)據(jù)只有在該段激活之后才會被處理器訪問。在 Linux 中，用一個段寄存器（即 tss 寄存器）來存儲 CPU 上一次運行的狀態(tài)，該段寄存器中存儲了 CPU 棧指針，該棧指針指向一個特殊的棧，即中斷棧，此時 CPU 硬件就可以切換到 CPU 中斷處理程序中。
2. 標準堆棧
Linux 中斷棧和標準 CPU 棧類似（如計算機原理中所討論那樣），也是一種棧數(shù)據(jù)結構，只不過是一個特殊的棧，它用于處理 CPU 棧溢出時的切換操作。它和標準的 CPU 棧有以下幾點不同：
（1） 它的地址是獨立的，它的堆棧指針由 tss 寄存器保存。
（2） 它的地址在每個 CPU 中都是獨立的，不同 CPU 的中斷棧是不相同的，地址范圍也是相互獨立的。
（3） 它在處理對應 CPU 的中斷時會被操作系統(tǒng)調用，從而獲取調用中斷處理程序的參數(shù)，完成中斷處理程序的調用。
綜上所述，Linux 中斷棧主要靠設置堆棧指針寄存器 sp 和鏈接器標簽來實現(xiàn)，用來處理 CPU 棧溢出時的切
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