WhyCan Forum(哇酷开发者社区)

/*
***********************************************
*
*
*
***********************************************
*/
@包含头文件
#include <armv7.h>
#include <v3s-base.h>

/* 代码段 */
.text
/* 定义.globl函数等同 EXPORT,外部文件可调用 */
.globl    _start
.globl    _undefined_instruction
.globl    _software_interrupt
.globl    _prefetch_abort
.globl    _data_abort
.globl    _not_used
.globl    _irq
.globl    _fiq

/* 定义.extern函数等同 IMPORT,调用外部文件 */
.extern SWI_Handler
.extern IRQ_Handler

.extern TinyRTOS_SwitchTask
/* 全局变量 */
.extern Exit_IRQ_Switch_Flag
.extern IRQ_Nesting_Count

/* 程序入口_start函数 */
_start:                                            /* _start程序入口 */
_vector:                                        /* 中断向量函数 */
    b        reset                                /* 跳转至reset函数 */
    ldr        pc,        _undefined_instruction        /* 为定义指令中断向量 */
    ldr        pc,        _software_interrupt            /* SWI软中断向量 */
    ldr        pc,        _prefetch_abort                /* 指令预取中止中断向量 */
    ldr        pc,        _data_abort                    /* 数据访问中止中断向量 */
    ldr        pc,        _not_used                    /* 未使用 */
    ldr        pc,        _irq                        /* 外部中断向量 */
    ldr        pc,        _fiq                        /* 快速中断向量 */

_undefined_instruction:    .word        undefined_instruction
_software_interrupt:    .word        software_interrupt
_prefetch_abort:        .word        prefetch_abort
_data_abort:            .word        data_abort
_not_used:                .word        not_used
_irq:                    .word        irq
_fiq:                    .word        fiq

/*
***********************************************
*
*
*
***********************************************
*/
reset:
    /* 设置处理器状态为SVC特权模式并关闭IRQ和FIQ */
    cps        #SVC_MODE                                    @ 设置为SVC模式
    cpsid    if                                            @ 关闭中断和快速中断

    /* 关闭TLBs分支预测,失效Cache */
    mov        r0,        #0                                    @ r0 = 0
    mcr        p15,    0,        r0,        c8,        c7,        0    @ 禁止从TLB中取地址描述符,也就是禁止虚拟地址到物理地址的转换，因为刚开始操作的都是物理寄存器
    mcr        p15,    0,        r0,        c7,        c5,        0    @ 失效指令cache
    mcr        p15,    0,        r0,        c7,        c5,        6    @ 关闭分支预测
    mcr     p15,    0,        r0,        c7,        c10,    4    @ 多核cpu之间进行数据同步
    mcr     p15,    0,        r0,        c7,        c5,        4    @ 进行指令同步，放弃流水线中已经取到的指令，重新取指令

    /* 关闭D-Cache MMU */
    mrc        p15,    0,        r0,        c1,        c0,        0    @ 读取SCTLR到r0寄存器
    bic        r0,        r0,        #0x2000                        @ bit13 位(V) 清零,设置成正常异常模式，即异常向量表的基地址为0x00000000
    bic        r0,        r0,        #0x00000005                    @ bit0位(M),bit2位(C)清零,关闭D-cache,关闭mmu
    orr        r0,        r0,        #0x0000002                    @ bit2位(A)置1, 使能对齐位检查
    orr        r0,        r0,        #0x00000800                    @ bit11位(Z)置1, 使能分支预测
    orr        r0,        r0,        #0x00001000                    @ bit12位 (I)置1, 使能I-cache
    mcr        p15,    0,        r0,        c1,        c0,        0    @ 写入SCTLR
    mrc        p15,    0,        r0,        c1,        c0,        0    @ 读取SCTLR到r0寄存器

    /* 设置中断向量表地址CP15 C12 */
    ldr     r0,     =_vector                            @ r0 = &(_start)
    mcr     p15,     0,         r0,     c12,     c0,     0    @ CP15->C12->VBAR = r0
    mrc     p15,     0,         r0,     c1,     c0,     0    @ r0 = CP15->C1->C0 系统控制寄存器
    bic     r0,     #(1<<13)                            @ 第13位V清零,设置中断向量地址是VBAR设置的地址
    mcr     p15,     0,         r0,     c1,     c0,     0    @ 写入系统控制寄存器

    /* 使能smp */
    mrc     p15,     0,         r0,     c1,     c0,     1
    orr     r0,     r0,     #(1 << 6)
    mcr     p15,     0,         r0,     c1,     c0,     1

    /* 使能vfp */
    mrc     p15,     0,         r0,     c1,     c0,     2
    orr     r0,     r0,     #(0xf << 20)
    mcr     p15,     0,         r0,     c1,     c0,     2
    isb                                                    @ 以保证所有它前面的指令都执行完毕之后，才执行它后面的指令
    mov     r0,     #0x40000000
    vmsr     fpexc,     r0

    /* 子函数调用 */
    bl        Init_Stack                                    @ 初始化各模式栈
    bl        clear_bss                                    @ 清空bss
    ldr     pc,        =main                                @ 跳转到main函数

/**
    ************************************************
    * 函数名:        Init_Stack
    * 参数:        void
    * 返回值:        void
    * 作用:        初始化c语言用的栈
    * 说明:
    ************************************************
**/
Init_Stack:

    ldr     sp,     =stack_svc_start                    @ 设置SVC模式栈

    cps        #FIQ_MODE                                    @ 切换至快速中断FIQ模式
    ldr        sp,        =stack_fiq_start                    @ 设置FIQ模式栈指针

    cps        #IRQ_MODE                                    @ 切换至中断IRQ模式
    ldr        sp,        =stack_irq_start                    @ 设置IRQ模式栈指针

    cps        #ABT_MODE                                    @ 切换至ABT访问终止模式
    ldr        sp,        =stack_abort_start                    @ 设置访问终止模式栈

    cps        #UND_MODE                                    @ 切换至快未定义指令模式
    ldr        sp,        =stack_und_start                    @ 设置未定义指令模式栈

    cps        #SVC_MODE                                    @ 返回SVC模式

    mov        pc,        lr                                    @ 函数返回

/**
    ************************************************
    * 函数名:        clear_bss
    * 参数:        void
    * 返回值:        void
    * 作用:        清空bss段
    * 说明:        为初始化全局变量清零
    ************************************************
**/
clear_bss:
    ldr     r0,     =bss_start                            @ r0 = bss_start, ld脚本中定义的地址符号
    ldr     r1,     =bss_end                            @ r1 = bss_end, ld脚本中定义的地址符号
    mov     r2,     #0                                    @ r2 = 0
clear_loop:
    str     r2,     [r0],     #4                            @ *r0 = r2(0), r0 += 4
    cmp     r0,     r1                                    @ 比较r0 与 r1
    bne     clear_loop                                    @ 不相等则继续循环
    mov     pc,     lr                                    @ 运行到这里就是bss清除完, 函数返回

/***********************************************************************************************/
/*
    ***********************************************
    *
    * 函数名:     undefined_instruction
    * 作用:        未定义指令中断服务函数
    *
    ***********************************************
*/
undefined_instruction:
    b    undefined_instruction

/*
    ***********************************************
    *
    * 函数名:     software_interrupt
    * 作用:        SWI软中断服务函数
    * 说明:        SWI中断使用SVC栈
    *            本函数设计的是只能返回到SYS模式
    *
    ***********************************************
*/
software_interrupt:
    cpsid    if                                @ 关中断
    str        lr,        [sp, #-4]                @ 将lr存入svc栈空间
    mrs        lr,        spsr                    @ lr = spsr_svc
    str     lr,        [sp, #-8]                @ 将spsr_svc存入svc栈空间
    str        r0,        [sp, #-12]                @ 将 r0 存入svc栈空间
    mov        r0,        sp;                        @ 使用 r0 传递栈指针

    @ 此时 r0 中是栈指针, lr 中是spsr 即发生中断前cpsr寄存器的值

    @ 回到原来运行模式, 进行状态保存
    orr        lr,        lr,        #CPU_INTRRUPT_MASK        @ 清除中断使能位, 直到退出前都是禁用中断状态
    msr        cpsr,    lr                                @ 回到中断前的运行模式

    str        lr,        [sp, #-8]!                @ 对中断前的 lr 进行入栈, 压栈到原来的模式的栈中

    ldr        lr,        [r0, #-4]                @ 从svc栈空间中提取 lr_svc 到寄存器 lr, 实际是中断返回的pc指针
    str        lr,        [sp, #4]                @ 将 lr_svc (pc)压入到原来的模式的栈中

    ldr        lr,        [r0, #-8]                @ 提取 spsr_svc 到寄存器
    push    {lr}                            @ 将 spsr_svc 压入中断前的模式的栈中

    ldr        r0,        [r0, #-12]                @ 从svc栈中提取r0到寄存器r0
    push    {r0-r3, r12}                    @ r0-r3, r12压入中断前的模式的栈中

    ldr        r0,        [sp, #28]                @ 提取lr_svc到寄存器
    ldr        r0,        [r0, #-4]                @ r0 = lr - 4, 即SWI指令所在地址
    bic        r0,        r0,        #SWI_MASK        @ 提取SWI软中断号

    push    {r4-r11}                        @ 压栈r4-r11
    vpush    {s0-s31}                        @ vfp寄存器入栈
    vmrs    r2,        fpscr                    @ 浮点状态寄存器fpscr读取到r2
    push    {r2}                            @ 浮点状态寄存器fpscr入栈

    mov        r1,        sp                        @ 保存原模式栈指针到r1

    @到这里,相当于中断前的pc, lr, cpsr, {r0-r3, r12}, {r4-r11}, {s0-s31}, fpscr寄存器依次入栈到原模式栈中

    @此时, r0是软中断号, r1是原模式栈指针

    cps        #SVC_MODE                        @ 使用cps指令设置模式为SVC

    @下面进入到SVC模式

    bl        SWI_Handler                        @ 跳转到软中断服务函数, 有两个参数, 1 软中断号, 2 保存有中断前上下文的栈指针

    @SWI_Handler函数有一个32位返回值, 这个值是修改过的栈指针

    cps        #SYS_MODE                        @ 使用cps指令设置模式为SYS_MODE
    mov        sp,        r0                        @ SWI_Handler返回的是一个线程的栈指针
    pop        {r0}                            @ fpscr 寄存器的值出栈到r0
    vmsr    fpscr,    r0                        @ 恢复fpscr
    vpop    {s0-s31}                        @ 出栈vfp寄存器s0-s31
    pop        {r4-r11}                        @ 出栈通用寄存器r4-r11
    pop        {r0-r3, r12}                    @ 出栈通用寄存器r0-r3, r12
    pop        {lr}                            @ 出栈spsr寄存器的值到lr
    msr        cpsr,    lr                        @ 恢复cpsr
    pop        {lr}                            @ 出栈lr寄存器
    ldmfd     sp!,     {pc}                     @ 满栈减栈出栈pc寄存器, 进行跳转到线程
/*
***********************************************
*
* 函数名:     prefetch_abort
* 作用:        预取指令终止中断服务函数
*
***********************************************
*/
prefetch_abort:
    b    prefetch_abort
/*
***********************************************
*
* 函数名:     data_abort
* 作用:        数据访问终止中断服务函数
*
***********************************************
*/
data_abort:
    b    data_abort
/*
***********************************************
*
* 函数名:     not_used
* 作用:        空
*
***********************************************
*/
not_used:
    b    not_used
/*
***********************************************
*
* 函数名:     irq
* 作用:        中断服务函数
*
***********************************************
*/
irq:
    sub        lr,        lr,        #4                @ 计算返回地址
    str        lr,        [sp, #-4]                @ 将lr存入irq模式的栈空间

    mrs        lr,        spsr                    @ lr = spsr_irq, 即中断发生前的cpsr寄存器的值
    str     lr,        [sp, #-8]                @ 将spsr_irq存入irq栈空间
    str        r0,        [sp, #-12]                @ 将r0存入irq模式的栈空间
    mov        r0,        sp;                        @ 使用r0传递irq模式的栈指针

    @回到中断发生前的模式, 进行上下文保存
    orr        lr,        lr,        #CPU_INTRRUPT_MASK        @ 清除中断使能位, 之后直到进入中断端口选择函数开中断前,一直是禁用中断的
    msr        cpsr,    lr                                @ 回到中断前的运行模式

    str        lr,        [sp, #-8]!                @ 对中断前的lr进行压栈, 压栈到中断前的栈空间

    ldr        lr,        [r0, #-4]                @ 提取lr_irq到寄存器, 实际是中断返回地址pc
    str        lr,        [sp, #4]                @ 将lr_irq压入中断发生前的模式的栈空间中

    ldr        lr,        [r0, #-8]                @ 提取spsr_irq到寄存器
    push    {lr}                            @ 将spsr_irq压入中断发生前的模式的栈空间中

    ldr        r0,        [r0, #-12]                @ 从irq模式的栈中提取r0到寄存器

    push    {r0-r3, r12}                    @ 压栈r0-r3, r12到中断发生前的模式的栈中

    mrs        r3,        cpsr                        @ 使用r3保存中断发生前的cpsr寄存器值
    orr        r3,        r3,        #CPU_INTRRUPT_MASK    @ 屏蔽掉中断

    @到这里,相当于中断前的pc, lr, cpsr, r0-r3, r12寄存器依次入栈到原模式栈中

    @转到SVC模式以使能中断嵌套
    cps        #SVC_MODE                        @ 使用cps指令设置模式为SVC

    @下面进入到SVC模式

    @中断嵌套计数器递增
    ldr        r0,        =IRQ_Nesting_Count        @ r0 = &IRQ_Nesting_Count 中断嵌套计数器
    ldr        r1,        [r0]                    @ r1 = IRQ_Nesting_Count
    add        r1,        r1,        #1                @ r1 += 1
    str        r1,        [r0]                    @ IRQ_Nesting_Count = r1

    push    {r3}                            @ 压栈r3

    bl        IRQ_Handler                        @ 跳转到中断服务函数

    cpsid    i                                @ 在IRQ_Handler中打开了中断, 这里下面的操作需要关闭中断

    pop        {r3}                            @ 出栈r3

    @中断嵌套计数器递减
    ldr        r0,        =IRQ_Nesting_Count        @ r0 = &IRQ_Nesting_Count 中断嵌套计数器
    ldr        r1,        [r0]                    @ r1 = IRQ_Nesting_Count
    subs    r1,        r1,        #1                @ r1 -= 1
    str        r1,        [r0]                    @ IRQ_Nesting_Count = r1
    bne        Exit_This_IRQ                    @ 如果中断嵌套未结束则直接退出

    @判断中断退出时是否需要进行任务切换
    ldr        r0,        =Exit_IRQ_Switch_Flag    @ r0 = &Exit_IRQ_Switch_Flag 任务切换标志
    ldr        r1,        [r0]                    @ r1 = Exit_IRQ_Switch_Flag
    cmp        r1,        #1                        @ 比较Exit_IRQ_Switch_Flag是否是1, 既是否需要任务切换
    bne        Exit_This_IRQ                    @ Exit_IRQ_Switch_Flag != 1, 直接跳去执行Exit_This_IRQ
    mov        r1,        #0
    str        r1,        [r0]                    @ Exit_IRQ_Switch_Flag = 0;

    @运行到这里说明要进行任务切换
    msr        cpsr,    r3                        @ 恢复中断前的模式

    @在发生中断时已经对  pc, lr, cpsr, r0-r3, r12寄存器依次入栈到原模式栈中了
    @所以, 这里只需要入栈r4-r11和vfp相关寄存器即可
    push    {r4-r11}                        @ 压栈r4-r11
    vpush    {s0-s31}                        @ vfp寄存器入栈
    vmrs    r2,        fpscr                    @ 浮点状态寄存器fpscr读取到r2
    push    {r2}                            @ 浮点状态寄存器fpscr入栈

    mov        r0,        sp                        @ 任务栈指针保存到r0寄存器

    @到这里旧任务现场保存完, r0中是旧任务栈指针
    cps        #SVC_MODE                        @ 使用cps指令设置模式为SVC

    bl        TinyRTOS_SwitchTask                @ 跳去执行TinyRTOS_SwitchTask函数, 函数有一个参数是旧任务栈指针

    @返回后r0的值是新任务的栈指针
    cps        #SYS_MODE                        @ 使用cps指令设置模式为SYS模式,进行任务栈操作

    mov        sp,        r0                        @ 任务栈改为新任务的

    pop        {r0}                            @ vfp寄存器出栈
    vmsr    fpscr,    r0                        @ 恢复vfp状态寄存器
    vpop    {s0-s31}                        @ 恢复vfp通用寄存器
    pop        {r4-r11}                        @ 恢复r4-r11

    b        Exit_IRQ_Switch                    @ 下面恢复r0-r3, r12, cpsr, lr, pc

Exit_This_IRQ:
    @不需要任务切换直接退出
    msr        cpsr,    r3                        @ 切换到中断前的模式
Exit_IRQ_Switch:
    pop        {r0-r3, r12}                    @ 出栈r0-r3, r12

    pop        {lr}                            @ 出栈cpsr寄存器
    msr        cpsr,    lr                        @ 恢复cpsr

    pop        {lr}                            @ 出栈lr返回地址指针

    ldmfd     sp!,     {pc}                     @ 满栈减栈出栈pc寄存器, 中断返回

/*
***********************************************
*
* 函数名:     fiq
* 作用:        快速中断服务函数
*
***********************************************
*/
fiq:
    b    fiq