Tiny4412模式跳转

　　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：