swi(软中断)

我们知道arm有7中工作模式，除了usr模式，其他6种都是特权模式。我们知道usr模式无法修改CPSR直接进入其他特权模式，但linux应用程序一般运行在usr模式，既然usr模式权限非常低，是无法直接访问硬件寄存器的，那么它是如何访问硬件的呢？

linux应用程序是通过系统调用，从而进入内核态，运行驱动程序来访问的硬件，那么系统调用又是如何实现的呢，就是通过软中断swi指令来进入svc模式，进入到svc模式后当然就能访问硬件啦。

所以我们的应用程序在usr模式想访问硬件，必须切换模式，怎么切换？

有以下两种方式：

1.发生异常或中断（被动的）

2.swi + 某个值(主动的)

现在介绍如何进入软中断swi：

我们知道cpu一上电会跳到0地址（reset复位）执行代码，此时CPU处于svc模式，2440异常向量表如下图所示：

为了验证usr模式能够主动的通过swi软中断指令来进入svc模式, 我们先将模式切换到usr模式，那么这个时候就不能访问硬件了，也不能直接修改cpsr直接进入其他模式。

从上图我们设置CPSR让M4-M0处在10000，这样就进入了usr模式, 然后我们修改。修改start.s如下：

 .global _start

 _start:
     b reset
     b do_und   /*未定义指令异常向量*/
     b do_swi   /*软中断向量*/

 reset：
     /*
     看门狗
     时钟
     set SP
     sdram_init
     重定位
     bl uart0_init
     */


     /*先进入usr模式*/
     mrs r0, cpsr      /* 读出cpsr 读到r0 */
     /*使用bic命令 bitclean 把低4位清零*/
     bic r0, r0, #0xf  /* 修改M4-M0为0b10000, 进入usr模式 */
     msr cpsr, r0     /* 写入cpsr */

     /* 设置usr模式下的栈sp_usr */
     ldr sp, =0x33f00000
     swi 0x123  /* 执行此命令, 触发SWI异常, 进入0x8执行 */
     ldr pc, =main  /* 绝对跳转, 跳到SDRAM */

 halt:
     b halt

那么当执行到swi 0x123，就会触发SWI异常, 进入0x8的向量去执行，调用do_swi，我们参考上一节do_und实现我们的软中断服务程序do_swi。

do_swi:
/* 执行到这里之前:
 * 1. lr_svc保存有被中断模式中的下一条即将执行的指令的地址
 * 2. SPSR_svc保存有被中断模式的CPSR
 * 3. CPSR中的M4-M0被设置为10011, 进入到svc模式
 * 4. 跳到0x08的地方执行程序
 */

/* sp_svc未设置, 先设置它 */
ldr sp, =0x33e00000

/* 保存现场 */
/* 在swi异常处理函数中有可能会修改r0-r12, 所以先保存 */
/* lr是异常处理完后的返回地址, 也要保存 */
stmdb sp!, {r0-r12, lr}

/* 处理swi异常 */
mrs r0, cpsr
ldr r1, =swi_string /*这里r0, r1只是为了给printException传参*/
bl printException

/* 恢复现场 */
ldmia sp!, {r0-r12, pc}^  /* ^会把spsr的值恢复到cpsr里 */

swi_string:
    .string "swi exception"

完整的代码如下：

测试结果如下：

我们现在不断增加的程序代码量，那么有可能在 'ldr pc, =main' 这条指令执行之前程序就已经超过4k。那么我们当从nand启动的时候，还没执行到ldr pc, =main这句来，就无法取指令执行了。所以我们干脆重定位完代码后就直接跳转到sdram上去执行,代码裁剪如下：

 ...
 reset：
     /*
     看门狗
     时钟
     set SP
     sdram_init
     重定位

ldr pc, =sdram
sdram：
bl uart0_init

*/

     /*先进入usr模式*/
     mrs r0, cpsr      /* 读出cpsr 读到r0 */
     /*使用bic命令 bitclean 把低4位清零*/
     bic r0, r0, #0xf  /* 修改M4-M0为0b10000, 进入usr模式 */
     msr cpsr, r0     /* 写入cpsr */

     /* 设置usr模式下的栈sp_usr */
     ldr sp, =0x33f00000
     swi 0x123  /* 执行此命令, 触发SWI异常, 进入0x8执行 */
     ldr pc, =main  /* 绝对跳转, 跳到SDRAM */

 halt:
     b halt

会较大在start.s中的后面放一条swi 0x123,当执行到这条语句这样就会触发swi异常，跳转到swi异常向量0x8地址去执行，然后就会跳转到swi的中断服务程序do_swi。这里

模式

s3c2440裸机-异常中断（三. swi软中断）

swi(软中断)