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请问Starterware工程与自建工程默认ARM Mode的区别由来？

4479 StarterWare ARM

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 本帖最后由一只耳朵怪于 2018-6-22 09:23 编辑 Starterware工程与自建工程默认ARM Mode的区别由来 3-22-2016 Tony Tang 针对有不少用户对ti提供的starterware工程，以及自建的CCS工程里的ARM模式存在疑问，觉得有必要做个简单总结，以理清思路，节省大家的时间为目的。 #1. ARMV4以上的内核有7个不同的模式，其状态可以通过CPSR寄存器确定。（至于为什么要分这么多种模式，不是本小结的讨论内容）（1） User Mode：用户模式。操作系统的Task一般以这种模式执行。User Mode是ARM唯一的非特权模式，这表示如果CPU处于这种模式下，很多指令将不能够执行，因此操作系统的资源得以保护。（2） System Mode：这是V4及其以上版本所引入的特权模式。、（3） IRQ Mode：中断模式。中断（不包括软中断）处理函数在这种模式下执行。（4） FIQ Mode：快速中断模式。除了多了几个寄存器外，其他同IRQ一样。（5） Supervisor Mode：管理模式。软中断（SWI)处理函数在这种模式下执行。（6） Abort Mode：所有同内存保护相关的异常均在这种模式下执行。（7） Undefined Mode：处理无效指令的异常处理函数在这种模式下执行 #2. ARM在不同的模式下有不同的权限，以OMAP-L138为例，修改系统寄存器需要在supervisor或system mode这种privilege模式下才行，比如配置PLL，PINMUX等。 #3. 大家发现用starterware提供的工程，一切都是那么顺利，似乎这些模式与自己无关，所以从未关心过。但是一旦自己用CCS新建一个工程，就什么也配置不了了，一看CPSR原来是在用户模式，但怎么进入privilege模式呢~~~ #4. 百度~~~ARM在user mode下要通过SWI才能进入supervisor模式，spnu151L文档里也提供了call_swi（）函数接口，还可以带个参数，可是为什么一调用就跑飞了呢？还有这个参数是啥意思？ #5. 不管查什么资料，基本上都说ARM上电启动后是supervisor模式，而且上电后连上仿真器，也可以看到CPSR显示的是supervisor模式。可是运行到main就变成user mode了，那么在main之前干了啥~~~ #6. C工程从来都不是从main开始运行的，注意到map文件没，里面的entry_point是_c_int00, 如果不知道它是干啥的，看一下spnu151l的第6章，简而言之，就是C环境初始化，(写汇编可从来没这个说话). 还是看看_c_int00这个函数做了啥吧（这个函数在RTS库里，源文件在CCS的编译器安装目录下boot.asm）。 ;------------------------------------------------------ ; SET TO USER MODE ;------------------------------------------------------ MRS r0, cpsr BIC r0, r0, #0x1F ; CLEAR MODES ORR r0, r0, #0x10 ; SET USER MODE MSR cpsr_cf, r0 简单来看，就在这里切换到了user mode，然后初始化了user mode的堆栈，再是对初始化段做初始化（__TI_auto_init），再就跳到我们的main了 ;------------------------------------------------------ ;* INITIALIZE THE USER MODE STACK ;------------------------------------------------------ .if __TI_AVOID_EMBEDDED_CONSTANTS MOVW sp, __stack MOVT sp, __stack MOVW r0, __STACK_SIZE MOVT r0, __STACK_SIZE .else LDR sp, c_stack LDR r0, c_STACK_SIZE .endif ADD sp, sp, r0 ;----------------------------------------------------- ;* ALIGN THE STACK TO 64-BITS IF EABI. ;----------------------------------------------------- .if __TI_EABI_ASSEMBLER BIC sp, sp, #0x07 ; Clear upper 3 bits for 64-bit alignment. .endif ;----------------------------------------------------- ;* SAVE CURRENT STACK POINTER FOR SDP ANALYSIS ;----------------------------------------------------- .if __TI_AVOID_EMBEDDED_CONSTANTS MOVW r0, MAIN_FUNC_SP MOVT r0, MAIN_FUNC_SP .else LDR r0, c_mf_sp .endif STR sp, [r0] ;------------------------------------------------------ ;* Perform all the required initilizations: ;* - Process BINIT Table ;* - Perform C auto initialization ;* - Call global constructors ;------------------------------------------------------ BL __TI_auto_init ;------------------------------------------------------ ;* CALL APPLICATION ;------------------------------------------------------ BL ARGS_MAIN_RTN #6. 怎么办，最简单的办法就是把这个文件加到工程里去，然后把切换模式这段代码删掉就行了（因为在工程里源文件与库文件存在同样的lable，会优先调用源文件的），但是后面想切换到user，又想从user切换到supervisor怎么办呢，再说吧~~~。 #7. 现在再来看看starterware的工程，注意一下cmd文件，里面都加了一句-e Entry，也就是说starterware的工程不是从_c_int00开始执行的，所以编译输出信息里也相应多了一句警告，这没关系，只要在main之前把该做的做了就行，_c_int00只是提供了一个简便的现成的函数，因为通常都是做同样的事件，没必要大家每次自己写一遍嘛。 #8. 对比一下Entry与_c_int00的区别吧。Entry在starterware的system_configarmv5下对应的编译器类型目录下的init.asm文件， Entry:* ; ; Set up the Stack for Undefined mode ; LDR r0, _stackptr ; Read and align the stack pointer SUB r0, r0, #8 BIC r0, r0, #7 MSR cpsr_c, #MODE_UND\|I_F_BIT ; switch to undef mode MOV sp,r0 ; write the stack pointer SUB r0, r0, #UND_STACK_SIZE ; give stack space ; ; Set up the Stack for abort mode ; MSR cpsr_c, #MODE_ABT\|I_F_BIT ; Change to abort mode MOV sp, r0 ; write the stack pointer SUB r0,r0, #ABT_STACK_SIZE ; give stack space ; ; Set up the Stack for FIQ mode ; MSR cpsr_c, #MODE_FIQ\|I_F_BIT ; change to FIQ mode MOV sp,r0 ; write the stack pointer SUB r0,r0, #FIQ_STACK_SIZE ; give stack space ; ; Set up the Stack for IRQ mode ; MSR cpsr_c, #MODE_IRQ\|I_F_BIT ; change to IRQ mode MOV sp,r0 ; write the stack pointer SUB r0,r0, #IRQ_STACK_SIZE ; give stack space ; ; Set up the Stack for SVC mode ; MSR cpsr_c, #MODE_SVC\|I_F_BIT ; change to SVC mode MOV sp,r0 ; write the stack pointer SUB r0,r0, #SVC_STACK_SIZE ; give stack space ; ; Set up the Stack for USer/System mode ; MSR cpsr_c, #MODE_SYS\|I_F_BIT ; change to system mode MOV sp,r0 ; write the stack pointer 原来在这里初始化了各模式下的堆栈，顺便在最后设定在了system mode。再往下看： ; ; Clear the BSS section here ; Clear_Bss_Section: LDR r0, _bss_start ; Start address of BSS LDR r1, _bss_end ; End address of BSS SUB r1,r1,#4 MOV r2, #0 Loop: STR r2, [r0], #4 ; Clear one word in BSS CMP r0, r1 BLE Loop ; Clear till BSS end BL __TI_auto_init ; Call TI auto init ; ; Enter the start_boot function. The execution still happens in system mode ; LDR r10, _start_boot ; Get the address of start_boot MOV lr,pc ; Dummy return BX r10 ; Branch to start_boot SUB pc, pc, #0x08 ; looping ; MSR cpsr_c, #MODE_SVC\|I_F_BIT ; change to SVC mode ; BX lr ; ; End of the file 上面的_TI_auto_init还是一样调用的RTS库的，然后调用了start_boot（startup.c）， unsigned int start_boot(void) [ /* Enable write-protection for registers of SYSCFG module. / SysCfgRegistersLock(); / Disable write-protection for registers of SYSCFG module. / SysCfgRegistersUnlock(); PSCModuleControl(SOC_PSC_1_REGS, HW_PSC_UART2, 0, PSC_MDCTL_NEXT_ENABLE); PSCModuleControl(SOC_PSC_0_REGS, HW_PSC_AINTC, 0, PSC_MDCTL_NEXT_ENABLE); / Initialize the vector table with opcodes / CopyVectorTable(); / Calling the main / main(); while(1); ] 上面在调用main之前这一步很关键了。将异常向量表搬到了0xFFFF0000开始处（在L138上规定ARM的异常向量表只能放这，可以看一下L138 TRM手册的2.4节）。 static* unsigned int const vecTbl[14]= [ 0xE59FF018, // 0x00: RESET 0xE59FF018, // 0x04: Undefined 0xE59FF018, // 0x08: SWI 0xE59FF018, // 0x0C: Abort prefetch 0xE59FF014, // 0x10: Abort Data 0xE24FF008, // 0x14: reserved 0xE59FF010, // 0x18: IRQ 0xE59FF010, // 0x1C: FIQ (unsigned int)Entry, //0x20 (unsigned int)UndefInstHandler, //0x24 (unsigned int)SWIHandler, //0x28 (unsigned int)AbortHandler, //0x2C (unsigned int)IRQHandler, //0x30 (unsigned int)FIQHandler //0x34 ]; static void CopyVectorTable(void) [ unsigned int dest = (unsigned* int )0xFFFF0000; unsigned* int src = (unsigned* int )vecTbl; unsigned* int count; for(count = 0; count < sizeof(vecTbl)/sizeof(vecTbl[0]); count++) [ dest[count] = src[count]; ] ] 复制代码 #9. 至于上面那个数组的trick，在内存上显示其代表的汇编就明白了，它巧妙的在向量表上加上了跳转到各异常向量的处理handler（这要通过对指定格式的了解才能整出这么个数值来）：后面带着system mode进入main后，就由用户自由发挥了。但是这里跟前面那个改boot.asm进入main后的区别是什么呢？前面我也提到如果想进切换模式怎么办。现在的基于starterware的工程可以调用cpu.c文件里的函数进行模式切换，但是前面那种修改的工程是不行了，一调用就跑飞。原因在于，在调用swi时，程序会跳转到SWI位置即0xFFFF0008, 然后跳转到SWIHandle（见exceptionhandler.asm）， SWIHandler: STMFD r13!, [r0-r1, r14] ; Save context in SVC stack LDR r0, [r14, #-4] ; R0 points to SWI instruction BIC r0, r0, #MASK_SWI_NUM ; Get the SWI number CMP r0, #458752 MRSEQ r1, spsr ; Copy SPSR ORREQ r1, r1, #0x1F ; Change the mode to System MSREQ spsr_cf, r1 ; Restore SPSR LDMFD r13!, [r0-r1, pc]^ ; Restore registers from IRQ stack 这里就进入了supervisor mode，而且对传进来的参数做了对比确认，理论上可以做一长串的参数对比，做不同分支的处理。为什么自己建的CCS工程不行呢，因为还没有做异常向量表的初始化，调用SWI时，系统自动跳转到0xFFFF0008，谁知道这时候这地方是一条什么指令呢，所以在调用之前必需要先初始化异常向量表等等，有兴趣自己实现吧。附上我基于starterware简化过来的工程。 http://processors.wiki.ti.com/index.php/Main_Page Think Over Before Asking. http://www.catb.org/~esr/faqs/smart-questions.html#goal 0
2018-6-21 00:32:01　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × 新星之火12138 该类别下有 57 个回答。邀请回答普罗旺斯的薰衣草该类别下有 54 个回答。邀请回答 heks 该类别下有 53 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 45 个回答。邀请回答 lksas 该类别下有 45 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 43 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 41 个回答。邀请回答 ggfx 该类别下有 40 个回答。邀请回答 fdhsfagd 该类别下有 40 个回答。邀请回答 huzp_bbs 该类别下有 39 个回答。邀请回答潘涛12345 该类别下有 39 个回答。邀请回答站着幻想该类别下有 38 个回答。邀请回答颜刚YanG 该类别下有 38 个回答。邀请回答 K_Ming 该类别下有 38 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 37 个回答。邀请回答 HengDu 该类别下有 37 个回答。邀请回答 zhouxk 该类别下有 37 个回答。邀请回答 zhhx1985 该类别下有 37 个回答。邀请回答 lifei639156 该类别下有 37 个回答，其中被选为最佳答案 1 次。邀请回答 caoguiqun 该类别下有 36 个回答。邀请回答举报李波相关推荐 • 请问F427建工程和F407建工程有什么区别？ 1986 • 在CCS中新建工程编译报错，请问我需要将soc_AM335x.h文件Add到自建的工程中么？ 2007 • 如何在StarterWare工程里使用微秒延迟 1569 • rtthread studio创建工程不成功的原因是什么？ 2521 • 请问STM32如何新建工程？ 1049 • 请问StarterWare例程中Platform怎么建立的？ 1023 • STM32 CubeMX如何新建工程？ 753 • StarterWare与SYSBIOS如何选择 2728 • omap-l138 starterware开发问题请教 2577 • Keil如何安装？如何创建工程？ 1040 9个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 好贴，加精。只可惜附件工程导入失败：提示 See details below. Error: Import failed for project 'arm9_previlege_Mode' because its meta-data cannot be interpreted. Please contact support.

2018-6-21 00:44:07 评论举报张小林

答案对人有帮助，有参考价值 0 xxsxsjd 发表于 2018-6-21 00:44 好贴，加精。只可惜附件工程导入失败：提示 See details below. 我是用CCSV6. Version: 6.1.2.00015建的工程。目前电脑没装CCSV5. http://processors.wiki.ti.com/index.php/Main_Page Think Over Before Asking. http://www.catb.org/~esr/faqs/smart-questions.html#goal

2018-6-21 00:58:44 评论举报李波

答案对人有帮助，有参考价值 0 lifei639156 发表于 2018-6-21 00:58 我是用CCSV6. Version: 6.1.2.00015建的工程。目前电脑没装CCSV5. http://processors.wiki.ti.com/index.php/Main_Page Think Over Before Asking. 上传一个我的CCS V5.5下面的最小工程，供大家参考其中： arm端，使用定时器点了个灯，一秒一次。 dsp端，带dsp/bios系统，点灯，同样一秒一次。

2018-6-21 01:15:55 评论举报张小林

答案对人有帮助，有参考价值 0 学习了。另外：文中提到的，spru151L文档应该是spnu151L（ARM Optimizing C/C++ Compiler v15.12.0.LTS User's Guide）吧。

2018-6-21 01:25:34 评论举报欧丽娜

答案对人有帮助，有参考价值 0 yh3091876423 发表于 2018-6-21 01:25 学习了。另外：文中提到的，spru151L文档应该是spnu151L（ARM Optimizing C/C++ Compiler v15.12.0.LTS User's Guide）吧。谢谢提醒，已更正。 http://processors.wiki.ti.com/index.php/Main_Page Think Over Before Asking. http://www.catb.org/~esr/faqs/smart-questions.html#goal

2018-6-21 01:40:52 评论举报李波

答案对人有帮助，有参考价值 0 写的非常好，如果早3年看到这篇文章，当时就不会绕太多弯路了

2018-6-21 01:50:38 评论举报陈发赫

答案对人有帮助，有参考价值 0 你好，我将startware的工程移植到 CCS3.3环境下，编译提示找不到 __TI_auto_init ，请问是要添加哪个库呢？

2018-6-21 02:01:38 评论举报赵敏

答案对人有帮助，有参考价值 0 神秘司令发表于 2018-6-21 02:01 你好，我将startware的工程移植到 CCS3.3环境下，编译提示找不到 __TI_auto_init ，请问是要添加哪个库呢？上面总结里说了，这是RTS库里的函数，了解一下什么是RTS库：上面的_TI_auto_init还是一样调用的RTS库的，然后调用了start_boot（startup.c）， http://processors.wiki.ti.com/index.php/Main_Page Think Over Before Asking. http://www.catb.org/~esr/faqs/smart-questions.html#goal

2018-6-21 02:08:05 评论举报李波

答案对人有帮助，有参考价值 0 我在我自己新建的工程里面添加的 -e Entry 编译出错,请问是什么原因?

2018-6-21 02:27:03 评论举报刘思思

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