1.關于軟中斷指令 軟件中斷指令(SWI)可以產生一個軟件中斷異常,這為應用程序調用系統例程提供了一種機制。
語法: SWI {} SWI_number SWI執行后的寄存器變化:
lr_svc = SWI指令后面的指令地址 spsr_svc = cpsr pc = vectors + 0x08
cpsr模式 = SVC cpsr I = 1(屏蔽IRQ中斷)
處理器執行SWI指令時,設置程序計數器pc為向量表的0x08偏移處,同事強制切換處理器模式到SVC模式,以便操作系統例程可以在特權模式下被調用。
每個SWI指令有一個關聯的SWI號(number),用于表示一個特定的功能調用或特性。
【例子】 一個ARM工具箱中用于調試SWI的例子,是一個SWI號為0x123456的SWI調用。通常SWI指令是在用戶模式下執行的。
SWI執行前: cpsr = nzcVqift_USER pc = 0x00008000 lr = 0x003fffff ;lr = 4 r0 = 0x12
執行指令: 0x00008000 SWI 0x123456
SWI執行后: cpsr = nzcVqIft_SVC spsr = nzcVqift_USER pc = 0x00000008 lr = 0x00008004 r0 = 0x12
SWI用于調用操作系統的例程,通常需要傳遞一些參數,這可以通過寄存器來完成。
在上面的例子中,r0 用于傳遞參數0x12,返回值也通過寄存器來傳遞。
處理軟件中斷調用的代碼段稱為中斷處理程序(SWI Handler)。中斷處理程序通過執行指令的地址獲取軟件中斷號,指令地址是從lr計算出來的。
SWI號由下式決定: SWI_number = AND NOT《0xff000000》 其中SWI instruction就是實際處理器執行的32位SWI指令
SWI指令編碼為: 31 - 28 27 - 24 23 - 0 cond 1 1 1 1 immed24
指令的二進制代碼的bit23-bit0是24bit的立即數,即SWI指令的中斷號,通過屏蔽高8bit即可獲得中斷號。
lr寄存器保存的是中斷返回指令的地址,所以 [lr - 4] 就是執行SWI的執行代碼。
通過load指令拷貝整個SWI指令到寄存器,使用BIC屏蔽指令的高8位,獲取SWI中斷號。
;read the SWI instruction LDR r10, [lr, #-4] BIC r10, r10, #0xff000000 2. 周立功移植uC/OS-II到s3c2410的軟中斷服務級的任務切換 uC/OS-II的任務調度函數 uC/OS-II的任務級的調度是由函數OS_Sched( )完成的。
void OS_Sched (void)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3 /* Allocate storage for CPU status register */
OS_CPU_SR cpu_sr;
#endif
INT8U y;
OS_ENTER_CRITICAL();
if ((OSIntNesting == 0) && (OSLockNesting == 0)) { /* Sched. only if all ISRs done & not locked */
y = OSUnMapTbl[OSRdyGrp]; /* Get pointer to HPT ready to run */
OSPrioHighRdy = (INT8U)((y 《《 3) + OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]]);
if (OSPrioHighRdy != OSPrioCur) { /* No Ctx Sw if current task is highest rdy */
OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];
OSCtxSwCtr++; /* Increment context switch counter */
OS_TASK_SW(); /* Perform a context switch */
}
}
OS_EXIT_CRITICAL();
}
詳細解釋可以參考《嵌入式實時操作系統 uC/OS-II》,os_sched函數在確定所有就緒任務的最高優先級高于當前任務優先級時進行任務切換,通過OS_TASK_SW( )宏來調用。
OS_TASK_SW( )宏實際上定義的是SWI軟中斷指令。見OS_CPU.H文件的代碼:
__swi(0x00) void OS_TASK_SW(void); /* 任務級任務切換函數 */
__swi(0x01) void _OSStartHighRdy(void); /* 運行優先級最高的任務 */
__swi(0x02) void OS_ENTER_CRITICAL(void); /* 關中斷 */
__swi(0x03) void OS_EXIT_CRITICAL(void); /* 開中斷 */
__swi(0x40) void *GetOSFunctionAddr(int Index); /* 獲取系統服務函數入口 */
__swi(0x41) void *GetUsrFunctionAddr(int Index);/* 獲取自定義服務函數入口 */
__swi(0x42) void OSISRBegin(void); /* 中斷開始處理 */
__swi(0x43) int OSISRNeedSwap(void); /* 判斷中斷是否需要切換 */
__swi(0x80) void ChangeToSYSMode(void); /* 任務切換到系統模式 */
__swi(0x81) void ChangeToUSRMode(void); /* 任務切換到用戶模式 */
__swi(0x82) void TaskIsARM(INT8U prio); /* 任務代碼是ARM代碼 */
__swi(0x83) void TaskIsTHUMB(INT8U prio); /* 任務代碼是THUMB */
__swi(0x00) void OS_TASK_SW(void); 是與ADS相關的代碼,通過反匯編可以看到,調用OS_TASK_SW實際上被替換成swi 0x00 軟中斷指令。執行此執行,pc會跳轉到向量表的0x08偏移處。
中斷向量表:(見Startup.s文件)
CODE32
AREA vectors,CODE,READONLY
; 異常向量表
Reset
LDR PC, ResetAddr
LDR PC, UndefinedAddr
LDR PC, SWI_Addr
LDR PC, PrefetchAddr
LDR PC, DataAbortAddr
DCD IRQ_Addr
LDR PC, IRQ_Addr
LDR PC, FIQ_Addr
ResetAddr DCD ResetInit
UndefinedAddr DCD Undefined
SWI_Addr DCD SoftwareInterrupt
PrefetchAddr DCD PrefetchAbort
DataAbortAddr DCD DataAbort
Nouse DCD 0
IRQ_Addr DCD IRQ_Handler
FIQ_Addr DCD FIQ_Handler
執行SWI 0x00指令后,pc會跳轉到SoftwareInterrupt代碼處開始執行:
見Os_cpu_a.s文件的SoftwareInterrupt函數:
SoftwareInterrupt
LDR SP, StackSvc ; 重新設置堆棧指針
STMFD {R0-R3, R12, LR}
MOV R1, SP ; R1指向參數存儲位置
MRS R3, SPSR
TST R3, #T_bit ; 中斷前是否是Thumb狀態
LDRNEH R0, [LR,#-2] ; 是: 取得Thumb狀態SWI指令
BICNE R0, R0, #0xff00
LDREQ R0, [LR,#-4] ; 否: 取得arm狀態SWI指令
BICEQ R0, R0, #0xFF000000 ; 如上面所述,此處通過屏蔽SWI指令的高8位來獲取SWI號,r0 = SWI號,R1指向參數存儲位置
CMP R0, #1
LDRLO PC, =OSIntCtxSw ;為0時跳轉到OSIntCtxSwdi地址處
LDREQ PC, =__OSStartHighRdy ; 為1時,跳轉到__OSStartHighRdy地址處。SWI 0x01為第一次任務切換
BL SWI_Exception ;進入中斷號散轉函數
LDMFD {R0-R3, R12, PC}^
StackSvc DCD (SvcStackSpace + SVC_STACK_LEGTH * 4 - 4)
以上就是任務切換軟中斷級服務的實現。
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