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Tiny4412模式跳转
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ARM体系的CPU有以下7种工作模式：
1、用户模式(Usr)：用于正常执行程序；
2、快速中断模式(FIQ)：用于高速数据传输；
3、外部中断模式(IRQ)：用于通常的中断处理；
4、管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式；
5、数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储以及存储保护；
6、系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务；
7、未定义指令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件；
如下图：
要进行模式跳转，就需要要有异常事件在触发它进行模式跳转，在ARM中，异常有如下几种：
（1）在异常向量表中，需要注意的是未定义指令（undefined），软中断（swi）是发生在译码阶段，其他五种都发生在执行阶段；ARM中的流水线分为：取值，译码，执行，仿存，回写这五步，当一条指令正在执行时，它的下一条指令正在译码，下下一条在取值，pc指向的是正在取值的那条指令，在模式跳转要回去的时候这点需要认真考虑；
（2）通过上图我们可以看出要是发生undefined，它就会自动跳到0x0000004这个地址去执行，那如果我们在这个地址放一段代码，到时候就可以知道有没有发生异常，是不是跳到0x0000004这个；思想就是这样，但是现在有遇到一个新的问题，因为在这个三星公司将0x00000000—0x00010000为iROM，这个地址是只能读，不能改，因此我们就要需开启mmu，把0x00000004映射到其他空闲的地址上去：
下面是代码：
int (*printf)(char *, ...) = 0xc3e114d8;
void enable_mmu();
void memcpy(unsigned long *dest, unsigned long *source, int len);
void init_table(unsigned long *addr);
unsigned long swi_init(); int main()
{
unsigned long source = swi_init();
printf("source is %x\n", source); memcpy(0x60000004, source, 0x1000);
enable_mmu(); __asm__ __volatile__ (
".word 0xffffffff\n"
); printf("welcom back\n");
} unsigned long swi_init()
{
unsigned long addr;
__asm__ __volatile__ (
"ldr %0, =start \n"
: "=r" (addr)
); return addr;
} void memcpy(unsigned long *dest, unsigned long *source, int len)
{
int i = ;
for(i = ; i < len; i++) {
dest[i] = source[i];
}
} void enable_mmu()
{
/*构建表*/
unsigned long addr = 0x50000000;
init_table(addr);
/*打开mmu*/
unsigned long mmu = ;
mmu = | ( << ) | ( << ) | ( << );
__asm__ __volatile__ (
"mov r0, #3\n"
"MCR p15, 0, r0, c3, c0, 0\n"//设置为管理员
"MCR p15, 0, %0, c2, c0, 0\n"//设置表的地址
"MCR p15, 0, %1, c1, c0, 0\n"//开启mmu
:
: "r" (addr), "r" (mmu)
:
); } __asm__ ( "start: \n"
"mov sp, #0x47000000\n"
"stmdb sp!, {r0-r12, lr}\n" "ldr r3, data\n"
"ldr r0, =str_und\n"
"blx r3\n" /*跳回去代码*/
"mov sp, #0x47000000\n"
"ldmdb sp, {r0-r12, pc}^\n"// "data:\n"
".word 0xc3e114d8\n" "str_und:\n"
".asciz \"this is undefined\\n\"\n"
".align 2\n"
); void init_table(unsigned long *addr)
{
unsigned long va = ;
unsigned long phys = ; //0x40000000-0x80000000 -> 0x40000000-0x80000000
for(va = 0x40000000; va < 0x80000000; va += 0x100000) {
phys = va;
addr[va >> ] = phys | ;
} //0x10000000-0x14000000 -> 0x10000000-0x140000000
for(va = 0x10000000; va < 0x14000000; va += 0x100000) {
phys = va;
addr[va >> ] = phys | ;
}
//0x10000000-0x14000000 -> 0x10000000-0x140000000
for(va = 0x0; va < 0x10000000; va += 0x100000) {
phys = va + 0x60000000;
addr[va >> ] = phys | ;
} }
在开发板运行结果如下：
总结一下：当一个模式发生跳转是，需要三步：（1）将pc存到lr中，pc->lr；（2）将cpsr存到spsr，cpsr-spsr；（3）初始化sp；第一二步由系统硬件自动完成，第三部需要我们手动完成；
模式跳回去的时候逆过过来就ok，初始化sp，将lr还给pc，spsr还给cpsr，注意需要同时一起还，73行
上面代码还有一问题就是，要是几个异常一起发生怎么办，因为我们不能控制它每次执法生一个吧，cpu留给我们处理每个异常的只有4个字节，那么我们就需要进行二级跳转了，下面贴出二级跳转代码：
int (*printf)(char *, ...) = 0xc3e114d8;
void enable_mmu();
void init_table(unsigned long *addr);
void memcpy(unsigned char *dest, unsigned char *src, int len);
extern unsigned long vector_start; int main()
{
memcpy(0x70000000, vector_start, 0x1000);
enable_mmu(); __asm__ __volatile__(
".word 0x77777777\n"
"mov r3, #3\n"
"ldr r0, [r3]\n"
); printf("welcom back\n"); return ;
} void memcpy(unsigned char *dest, unsigned char *src, int len)
{
int i = ;
for(i = ; i < len; i++) {
dest[i] = src[i];
}
} void enable_mmu()
{
//step 1: creat ttb
unsigned long addr = 0x50000000;
init_table(addr);
//step 2: enable mmu
unsigned long mmu = ;
mmu = | ( << ) | ( << ) | ( << );
__asm__ __volatile__ (
"mov r0, #3\n"
"MCR p15, 0, r0, c3, c0, 0\n"//set manage
"MCR p15, 0, %0, c2, c0, 0\n"//set ttb
"MCR p15, 0, %1, c1, c0, 0\n"//enable mmu
:
: "r" (addr), "r" (mmu)
:
); } __asm__( "vector: \n"
" b reset\n"
" b und\n"
" b swi\n"
" b pre_abt\n"
" b data_abt\n"
" .word 0x0\n"
" b irq\n"
" b fiq\n" "reset:\n" "und:\n"
/*模式跳转进来分三步：
*(1)将pc存到lr，pc->lr
*(2)将cpsr存到spsr
*(3)初始化sp
*前两部系统硬件帮我们完成，第三步需要我们手动配置*/
" mov sp, #0x47000000\n"
" stmdb sp!, {r0-r12, lr}\n" " ldr r3, show\n"
" ldr r0, =str_und\n"
" blx r3\n" /*回去的时候逆回去就ok*，^表示同时还回去*/
" mov sp, #0x47000000\n"
" ldmdb sp, {r0-r12, pc}^ \n" "swi:\n" " mov sp, #0x47000000\n"
" stmdb sp!, {r0-r12, lr}\n" " ldr r3, show\n"
" ldr r0, =str_swi\n"
" blx r3\n" " mov sp, #0x47000000\n"
" ldmdb sp, {r0-r12, pc}^ \n"
"pre_abt:\n" "data_abt:\n" " mov sp, #0x47000000\n"
" sub lr, lr, #4\n"//这句需要好好理解
" stmdb sp!, {r0-r12, lr}\n" " ldr r3, show\n"
" ldr r0, =str_data\n"
" blx r3\n" " mov sp, #0x47000000\n"
" ldmdb sp, {r0-r12, pc}^ \n" "irq:\n" "fiq:\n" "show:\n"
" .word 0xc3e114d8\n" "str_data:\n"
" .asciz \"this is data abort\\n\"\n"
" .align 2\n" "str_swi:\n"
" .asciz \"this is swi \\n\"\n"
" .align 2\n" "str_und:\n"
" .asciz \"this is undefined \\n\"\n"
" .align 2\n" ".global vector_start\n"
"vector_start: \n"
".word vector \n " ); void init_table(unsigned long *addr)
{
unsigned long va = ;
unsigned long phys = ; //0x40000000-0x80000000 -> 0x40000000-0x80000000
for(va = 0x40000000; va < 0x80000000; va += 0x100000) {
phys = va;
addr[va >> ] = phys | ;
} //0x10000000-0x14000000 -> 0x10000000-0x140000000
for(va = 0x10000000; va < 0x14000000; va += 0x100000) {
phys = va;
addr[va >> ] = phys | ;
}
//0x10000000-0x14000000 -> 0x10000000-0x140000000
for(va = 0x0; va < 0x10000000; va += 0x100000) {
phys = va + 0x70000000;
addr[va >> ] = phys | ;
} }
下面是运行结果：
