之前已經(jīng)設置中斷向量表了,下面就要進行設置處理器的模式。
對于ARM11,有8種模式,不同的模式,權限是不一樣的。在bootloader開發(fā)的時候,我們需要將處理器的模式設置為Supervisor模式,即SVC模式。這樣,權限就高了,可以訪問ARM的所有資源。用戶模式的權限是最低的,而且要從用戶模式切換到其他模式的話,只能通過異常的方式。
用戶模式(User): ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)
快速中斷模式(FIQ): 高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理
外部中斷模式(IRQ): 通用的中斷處理
管理模式(Supervisor): 操作系統(tǒng)使用保護模式
數(shù)據(jù)訪問終止模式(Abort): 當數(shù)據(jù)或指令預取終止時進入該模式
系統(tǒng)模式(System):運行具有特權的操作系統(tǒng)任務。
這些模式是在CPSR寄存器中設置的。
如下是CPSR寄存器。在最低5位設置處理器的模式。
以下是5位值對應的模式。
圖中表的后面有跟著寄存器,這是代表在這個模式下,可以訪問的寄存器。
我們知道ARM11是有16個寄存器,R0-R15。但是,在不同的模式下,這16個寄存器有的不一樣的。即每個模式有自己的寄存器。
上圖,是各個模式下,寄存器的表。
其中R0-R7、R15寄存器和CPSR寄存器,是所有模式都共有的。但是R8-R14就不一樣了,有的模式有自己對應的R8-R14寄存器。比如FIQ模式,就有自己的R8-R14,和其他模式的R8-R14不共用。所以這才叫快中斷,因為跳轉到快中斷后,不用備份原來的R8-R14寄存器,因為用的是自己的寄存器。還可以看到,其他模式都是自己的R13寄存器,也就是堆棧寄存器,所以在這些模式下,使用C語言的話,是要重新定義R13的值的。
除了用戶模式和系統(tǒng)模式外,其他模式都有SPSR寄存器。這個寄存器就是用來備份跳轉模式切換之前那個模式的CPSR的值。這樣之前模式的CPSR的值才不會丟失。這樣,在切回原模式時,再將SPSR的值給CPSR,就把原模式的CPSR的值也恢復了。因為CPSR的值是很重要的,所以要保證不能丟失。
下面,就是代碼的編寫了。
設置SVC模式,其實就是寫CPSR寄存器的后5位。將值設置為5’b10011.
代碼也比較簡單了:
set_svc:
# set CPU mode is SVC and disbale irq fiq
# cpsr[4:0] = 0b10011
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f
orr r0, r0, #0xd3
msr cpsr, r0
mov pc, lr
先通過mrs指令將CPSR的值讀到r0中。
使用bic指令對r0的后5位清零,0x1f = ‘b00011111。
使用orr指令對r0的后8位值設置為’b11010011。后面5位是10011,設置為SVC模式了。前面7位和6位也給設置1了。
從上圖,看出7位和6位是普通控制中斷和快中斷的。
從手冊中得到,當置1,表示disable對應的中斷,這里就是關閉所有中斷。
這樣,就完成了處理器的模式SVC設置。
對比STM32,因為沒有用匯編寫過這些代碼,所以沒有了解STM32的CPU的模式。如果有對這方面了解的,麻煩告知一下。自己以前寫STM32代碼的時候,根本就沒有考慮過這些?,F(xiàn)在學ARM11了,對比才去了解了一些STM32的底層的東西。
另外,有誰知道CPSR在上電時候的初始化的值是多少的話,也麻煩告知下。我試了下,不設置處理器的SVC模式,并且不關中斷,程序也是可以執(zhí)行的,后面的點燈也是可以點亮,我猜測的話,默認為芯片上電的時候,處理器是工作在SVC模式下的,并且中斷也都是關閉的。
如果是這樣的話,那就意味著設置處理器的模式SVC,我們是可以省略這部分代碼的,因為默認為就是這樣。
但是,這也只是考慮了上電復位的情況,但是如果是復位有效呢?當我們按下復位鍵的時候,這里的代碼還是需要的,因為這個時候,需要將處理器模式轉化為SVC,因為有可能程序執(zhí)行的時候是在User模式下的,這樣的話就會有權限的限制,有些地址處理器就訪問不了。并且要關閉中斷,因為也有可能中斷是開啟的,不然會跳轉到中斷去。以上兩種情況,復位的代碼就不會正常的執(zhí)行了。所以就需要這兩步操作,保證復位的程序是可以正常按照我們寫的順序執(zhí)行。
所以,我總結,這里的代碼是需要的。為什么呢?因為uboot中也有這代碼,要是不需要的話,那么uboot中肯定也不會有。Uboot可是行業(yè)的老大啊。