| 1.6. 异常中断处理 | ||
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第 1 章 start.S详解 | 
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第 1 章 start.S详解 |
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摘要
/* ************************************************************************* * * Interrupt handling * ************************************************************************* */ @ @ IRQ stack frame. @ #define S_FRAME_SIZE 72#define S_OLD_R0 68 #define S_PSR 64 #define S_PC 60 #define S_LR 56 #define S_SP 52 #define S_IP 48 #define S_FP 44 #define S_R10 40 #define S_R9 36 #define S_R8 32 #define S_R7 28 #define S_R6 24 #define S_R5 20 #define S_R4 16 #define S_R3 12 #define S_R2 8 #define S_R1 4 #define S_R0 0 #define MODE_SVC 0x13 #define I_BIT 0x80 /* * use bad_save_user_regs for abort/prefetch/undef/swi ... * use irq_save_user_regs / irq_restore_user_regs for IRQ/FIQ handling */ .macro
bad_save_user_regs sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
stmia
sp, {r0 - r12} @ Calling r0-r12 ldr r2, _armboot_start
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此处很简单，只是一些宏定义而已。 后面用到的时候再解释。 |
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.macro和后面的.endm相对应，其语法是： 所以，此处就相当于一个无参数的宏bad_save_user_regs，也就相当于一个函数了。 |
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即 sp = sp- S_FRAME_SIZE = sp - 72 |
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stmia的语法为： 其中，条件域的具体含义如下： 更具体的含义：
所以，此行的含义是， 将r0到r12的值，一个个地传送到对应的地址上，基地址是sp的值，传完一个，sp的值加4，一直到传送完为止。 此处，可见，前面那行代码： sp = sp - 72 就是为此处传送r0到r12，共13个寄存器，地址空间需要13*4=72个字节， 即前面sp减去72，就是为了腾出空间，留此处将r0到r12的值，放到对应的位置的。 |
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此处的含义就是，将_armboot_start中的值，参考前面内容，即为_start, 而_start的值： 从 Nor Flash启动时：_stat=0 relocate代码之后为：_start=TEXT_BASE=0x33D00000 此处是已经relocate代码了，所以应该理解为后者，即_start=0x33D00000 所以: r2=0x33D00000 |
sub r2, r2, #(CONFIG_STACKSIZE+CFG_MALLOC_LEN)stmia r5, {r0 - r3} @ save sp_SVC, lr_SVC, pc, cpsr
mov r0, sp
.endm
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此处： r2 = r2 - ( CONFIG_STACKSIZE+CFG_MALLOC_LEN) = r2 – (128*1024 + 256*1024) = 0x33D00000 - 384KB = 0x33CA0000 |
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此处： r2 = r2 - (CFG_GBL_DATA_SIZE + 8) = 0x33CA0000 – (128 + 8) = 0x33C9FF78 |
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分别将地址为r2和r2+4的内容，即地址为0x33C9FF78和0x33C9FF7C中的内容，load载入给r2和r3寄存器。 |
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将sp的值，加上72，送给r0 |
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前面的定义是： #define S_SP 52 所以此处就是将sp的值，加上52，送给r5 |
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将lr给r1 |
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然后将r0到r3中的内容，存储到地址为r5-r5+12中的位置去。 |
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将sp再赋值给r0 |
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结束宏bad_save_user_regs |
此处虽然每行代码基本看懂了，但是到底此bad_save_user_regs函数是做什么的，还是不太清楚，有待以后慢慢深入理解。
.macro irq_save_user_regs
sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
stmia sp, {r0 - r12} @ Calling r0-r12
add r8, sp, #S_PC
stmdb r8, {sp, lr}^ @ Calling SP, LR
str lr, [r8, #0] @ Save calling PC
mrs r6, spsr
str r6, [r8, #4] @ Save CPSR
str r0, [r8, #8] @ Save OLD_R0
mov r0, sp
.endm
.macro irq_restore_user_regs
ldmia sp, {r0 - lr}^ @ Calling r0 - lr
mov r0, r0
ldr lr, [sp, #S_PC] @ Get PC
add sp, sp, #S_FRAME_SIZE
subs pc, lr, #4 @ return & move spsr_svc into cpsr
.endm
.macro get_bad_stack
ldr r13, _armboot_start @ setup our mode stack
sub r13, r13, #(CONFIG_STACKSIZE+CFG_MALLOC_LEN)
sub r13, r13, #(CFG_GBL_DATA_SIZE+8) @ reserved a couple spots in abort stack
str lr, [r13] @ save caller lr / spsr
mrs lr, spsr
str lr, [r13, #4]
mov r13, #MODE_SVC @ prepare SVC-Mode
@ msr spsr_c, r13
msr spsr, r13
mov lr, pc
movs pc, lr
.endm
.macro get_irq_stack @ setup IRQ stack
ldr sp, IRQ_STACK_START
.endm
.macro get_fiq_stack @ setup FIQ stack
ldr sp, FIQ_STACK_START
.endm
上面两段代码，基本上和前面很类似，虽然每一行都容易懂，但是整个两个函数的意思，除了看其宏的名字irq_save_user_regs和irq_restore_user_regs，分别对应着中断中，保存和恢复用户模式寄存器，之外，其他的，个人目前还是没有太多了解。 |
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此处的get_bad_stack被后面undefined_instruction，software_interrupt等处调用，目前能理解的意思是，在出错的时候，获得对应的堆栈的值。 |
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此处的含义很好理解，就是把地址为IRQ_STACK_START中的值赋值给sp。 即获得IRQ的堆栈的起始地址。 而对于IRQ_STACK_START，是前面就提到过的cpu_init源码 而此处，就是用到了，前面已经在cpu_init()中重新计算正确的值了。 即算出IRQ堆栈的起始地址，其算法很简单，就是： IRQ_STACK_START = _armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - CFG_GBL_DATA_SIZE - 4; 即，先减去malloc预留的空间，和global data，即在
中定义的全局变量： DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR; 而此宏对应的值在：
中： #define DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR register volatile gd_t *gd asm ("r8")
即，用一个固定的寄存器r8来存放此结构体的指针。
此gd_t的结构体，不同体系结构，用的不一样。 而此处arm的平台中，gd_t的定义在同一文件中:
typedef struct global_data {
bd_t *bd;
unsigned long flags;
unsigned long baudrate;
unsigned long have_console; /* serial_init() was called */
unsigned long reloc_off; /* Relocation Offset */
unsigned long env_addr; /* Address of Environment struct */
unsigned long env_valid; /* Checksum of Environment valid? */
unsigned long fb_base; /* base address of frame buffer */
#ifdef CONFIG_VFD
unsigned char vfd_type; /* display type */
#endif
#if 0
unsigned long cpu_clk; /* CPU clock in Hz! */
unsigned long bus_clk;
unsigned long ram_size; /* RAM size */
unsigned long reset_status; /* reset status register at boot */
#endif
void **jt; /* jump table */
} gd_t;
而此全局变量gd_t *gd会被其他很多文件所引用，详情自己去代码中找。 |
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此处和上面类似，把地址为FIQ_STACK_START中的内容，给sp。 其中： FIQ_STACK_START = IRQ_STACK_START - CONFIG_STACKSIZE_IRQ; 即FIQ的堆栈起始地址，是IRQ堆栈起始地址减去IRQ堆栈的大小。 |
/* * exception handlers */ .align 5 undefined_instruction:
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如果发生未定义指令异常，CPU会掉转到start.S开头中对应的位置： ldr pc, _undefined_instruction 即把地址为_undefined_instruction中的内容给pc，即跳转到此处执行对应的代码。 其做的事情依次是： 获得出错时候的堆栈 保存用户模式寄存器 跳转到对应的函数：do_undefined_instruction 而do_undefined_instruction函数是在：
中：
void bad_mode (void)
{
panic ("Resetting CPU ...\n");
reset_cpu (0);
}
void do_undefined_instruction (struct pt_regs *pt_regs)
{
printf ("undefined instruction\n");
show_regs (pt_regs);
bad_mode ();
}
可以看到，此处起始啥事没错，只是打印一下出错时候的寄存器的值，然后跳转到bad_mode中取reset CPU，直接重启系统了。 |
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以上几个宏，和前面的do_undefined_instruction是类似的，就不多说了。 |
![[提示]](http://www.crifan.com/files/res/docbook/images/tip.png)
@ HJ
.globl Launch
.align 4
Launch:
mov r7, r0
@ diable interrupt
@ disable watch dog timer
mov r1, #0x53000000
mov r2, #0x0
str r2, [r1]
ldr r1,=INTMSK
ldr r2,=0xffffffff @ all interrupt disable
str r2,[r1]
ldr r1,=INTSUBMSK
ldr r2,=0x7ff @ all sub interrupt disable
str r2,[r1]
ldr r1, = INTMOD
mov r2, #0x0 @ set all interrupt as IRQ (not FIQ)
str r2, [r1]
@
mov ip, #0
mcr p15, 0, ip, c13, c0, 0 @ /* zero PID */
mcr p15, 0, ip, c7, c7, 0 @ /* invalidate I,D caches */
mcr p15, 0, ip, c7, c10, 4 @ /* drain write buffer */
mcr p15, 0, ip, c8, c7, 0 @ /* invalidate I,D TLBs */
mrc p15, 0, ip, c1, c0, 0 @ /* get control register */
bic ip, ip, #0x0001 @ /* disable MMU */
mcr p15, 0, ip, c1, c0, 0 @ /* write control register */
@ MMU_EnableICache
@mrc p15,0,r1,c1,c0,0
@orr r1,r1,#(1<<12)
@mcr p15,0,r1,c1,c0,0
#ifdef CONFIG_SURPORT_WINCE
bl Wince_Port_Init
#endif
@ clear SDRAM: the end of free mem(has wince on it now) to the end of SDRAM
ldr r3, FREE_RAM_END
ldr r4, =PHYS_SDRAM_1+PHYS_SDRAM_1_SIZE @ must clear all the memory unused to zero
mov r5, #0
ldr r1, _armboot_start
ldr r2, =On_Steppingstone
sub r2, r2, r1
mov pc, r2
On_Steppingstone:
2: stmia r3!, {r5}
cmp r3, r4
bne 2b
@ set sp = 0 on sys mode
mov sp, #0
@ add by HJ, switch to SVC mode
msr cpsr_c, #0xdf @ set the I-bit = 1, diable the IRQ interrupt
msr cpsr_c, #0xd3 @ set the I-bit = 1, diable the IRQ interrupt
ldr sp, =0x31ff5800
nop
nop
nop
nop
mov pc, r7 @ Jump to PhysicalAddress
nop
mov pc, lr
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此处，做的事情，很容易看懂，就是中断发生后，掉转到这里，然后保存对应寄存器，然后跳转到对应irq函数IRQ_Handle中去。 但是前面为何sp为何去减去4，原因不太懂。 |
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关于IRQ_Handle，是在：
中：
void IRQ_Handle(void)
{
unsigned long oft = intregs->INTOFFSET;
S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();
// printk("IRQ_Handle: %d\n", oft);
//清中断
if( oft == 4 ) gpio->EINTPEND = 1<<7;
intregs->SRCPND = 1<<oft;
intregs->INTPND = intregs->INTPND;
/* run the isr */
isr_handle_array[oft]();
}
此处细节就不多解释了，大体含义是，找到对应的中断源，然后调用对应的之前已经注册的中断服务函数ISR。 |
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此处也很简单，就是发生了快速中断FIQ的时候，保存IRQ的用户模式寄存器，然后调用函数do_fiq,调用完毕后，再恢复IRQ的用户模式寄存器。 |
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do_fiq()是在：
中：
void do_fiq (struct pt_regs *pt_regs)
{
printf ("fast interrupt request\n");
show_regs (pt_regs);
bad_mode ();
}
和前面提到过的do_undefined_instruction的一样，就是打印寄存器信息，然后跳转到bad_mode()去重启CPU而已。 |
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此处就是，如果没有定义CONFIG_USE_IRQ，那么就用这段代码，可以看到，都只是直接调用do_irq和do_fiq，也没做什么实际工作。 |
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| 1.5. 清除bss段 |  |
第 2 章 start.S的总结 |