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ARM SVC模式源码

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ID:487325 发表于 2019-3-9 12:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
采用svc模式可以将SDK(API)和Application分离， 也可以省略很多重复的代码，比如在bootload中用到了usb， 然后在application中想复用的话，可以用svc
原理: 类似软件中断，中添加了一个软件中断源，通过中断源表明调用的函数接口

源程序如下:
  1. #ifndef NRF_SVC__
  2. #define NRF_SVC__

  4. #ifdef SVCALL_AS_NORMAL_FUNCTION
  5. #define SVCALL(number, return_type, signature) return_type signature
  6. #else

  8. #ifndef SVCALL
  9. #if defined (__CC_ARM)
  10. #define SVCALL(number, return_type, signature) return_type __svc(number) signature
  11. #elif defined (__GNUC__)
  12. #define SVCALL(number, return_type, signature) \
  13.   _Pragma("GCC diagnostic ignored \"-Wunused-function\"") \
  14.   _Pragma("GCC diagnostic push") \
  15.   _Pragma("GCC diagnostic ignored \"-Wreturn-type\"") \
  16.   __attribute__((naked)) static return_type signature \
  17.   { \
  18.     __asm( \
  19.         "svc %0\n" \
  20.         "bx r14" : : "I" (number) : "r0" \
  21.     ); \
  22.   }    \
  23.   _Pragma("GCC diagnostic pop")
  24. #elif defined (__ICCARM__)
  25. #define PRAGMA(x) _Pragma(#x)
  26. #define SVCALL(number, return_type, signature) \
  27. PRAGMA(swi_number = number) \
  28. __swi return_type signature;
  29. #else
  30. #define SVCALL(number, return_type, signature) return_type signature  
  31. #endif
  32. #endif  // SVCALL

  34. #endif  // SVCALL_AS_NORMAL_FUNCTION
  35. #endif  // NRF_SVC__

  37. void C_SVC_Handler(uint8_t svc_num, uint32_t * p_svc_args)
  38. {
  39.     switch (svc_num)
  40.     {
  41.         case NRF_SEC_SVC_HASH:
  42.             p_svc_args[0] = nrf_sec_hash((nrf_sec_data_t *)     p_svc_args[0],
  43.                                          (uint8_t *)            p_svc_args[1],
  44.                                          (nrf_sec_hash_func_t)  p_svc_args[2]);
  45.             break;

  47.         case NRF_SEC_SVC_VERIFY:
  48.             p_svc_args[0] = nrf_sec_verify((nrf_sec_data_t *)           p_svc_args[0],
  49.                                            (nrf_sec_ecc_point_t *)      p_svc_args[1],
  50.                                            (nrf_sec_ecc_signature_t *)  p_svc_args[2],
  51.                                            (nrf_sec_algo_t)             p_svc_args[3]);
  52.             break;
  53.         
  54.         default:
  55.             p_svc_args[0] = NRF_ERROR_SVC_HANDLER_MISSING;
  56.             break;
  57.     }
  58. }

  60. #if defined ( __CC_ARM )
  61. __asm void SVC_Handler(void)
  62. {
  63. EXC_RETURN_CMD_PSP  EQU 0xFFFFFFFD  ; EXC_RETURN using PSP for ARM Cortex. If Link register contains this value it indicates the PSP was used before the SVC, otherwise the MSP was used.

  65.     IMPORT C_SVC_Handler
  66.     LDR   R0, =EXC_RETURN_CMD_PSP   ; Load the EXC_RETURN into R0 to be able to compare against LR to determine stack pointer used.
  67.     CMP   R0, LR                    ; Compare the link register with R0. If equal then PSP was used, otherwise MSP was used before SVC.
  68.     BNE   UseMSP                    ; Branch to code fetching SVC arguments using MSP.
  69.     MRS   R1, PSP                   ; Move PSP into R1.
  70.     B     Call_C_SVC_Handler        ; Branch to Call_C_SVC_Handler below.
  71. UseMSP
  72.     MRS   R1, MSP                   ; MSP was used, therefore Move MSP into R1.
  73. Call_C_SVC_Handler
  74.     LDR   R0, [R1, #24]             ; The arguments for the SVC was stacked. R1 contains Stack Pointer, the values stacked before SVC are R0, R1, R2, R3, R12, LR, PC (Return address), xPSR.
  75.                                     ; R1 contains current SP so the PC of the stacked frame is at SP + 6 words (24 bytes). We load the PC into R0.
  76.     SUBS  R0, #2                    ; The PC before the SVC is in R0. We subtract 2 to get the address prior to the instruction executed where the SVC number is located.
  77.     LDRB  R0, [R0]                  ; SVC instruction low octet: Load the byte at the address before the PC to fetch the SVC number.
  78.     LDR   R2, =C_SVC_Handler        ; Load address of C implementation of SVC handler.
  79.     BX    R2                        ; Branch to C implementation of SVC handler. R0 is now the SVC number, R1 is the StackPointer where the arguments (R0-R3) of the original SVC are located.
  80.     ALIGN
  81. }
  82. #elif defined ( __GNUC__ )
  83. void __attribute__ (( naked )) SVC_Handler(void)
  84. {
  85.     const uint32_t exc_return = 0xFFFFFFFD;      // EXC_RETURN using PSP for ARM Cortex. If Link register contains this value it indicates the PSP was used before the SVC, otherwise the MSP was used.
  86.    
  87.     __asm volatile(
  88.         "cmp   lr, %0\t\n"                       // Compare the link register with argument 0 (%0), which is exc_return. If equal then PSP was used, otherwise MSP was used before SVC.
  89.         "bne   UseMSP\t\n"                       // Branch to code fetching SVC arguments using MSP.
  90.         "mrs   r1, psp\t\n"                      // Move PSP into R1.
  91.         "b     Call_C_SVC_Handler\t\n"           // Branch to Call_C_SVC_Handler below.
  92.         "UseMSP:  \t\n"                          //
  93.         "mrs   r1, msp\t\n"                      // MSP was used, therefore Move MSP into R1.
  94.         "Call_C_SVC_Handler:  \t\n"              //
  95.         "ldr   r0, [r1, #24]\t\n"                // The arguments for the SVC was stacked. R1 contains Stack Pointer, the values stacked before SVC are R0, R1, R2, R3, R12, LR, PC (Return address), xPSR.
  96.                                                  // R1 contains current SP so the PC of the stacked frame is at SP + 6 words (24 bytes). We load the PC into R0.
  97.         "sub   r0, r0, #2\t\n"                   // The PC before the SVC is in R0. We subtract 2 to get the address prior to the instruction executed where the SVC number is located.
  98.         "ldrb  r0, [r0]\t\n"                     // SVC instruction low octet: Load the byte at the address before the PC to fetch the SVC number.
  99.         "bx    %1\t\n"                           // Branch to C implementation of SVC handler, argument 1 (%1). R0 is now the SVC number, R1 is the StackPointer where the arguments (R0-R3) of the original SVC are located.
  100.         ".align\t\n"
  101.         :: "r" (exc_return), "r" (C_SVC_Handler) // Argument list for the gcc assembly. exc_return is %0, C_SVC_Handler is %1.
  102.         : "r0", "r1"                             // List of register maintained manually.
  103.     );
  104. }
  105. #else
  106. #error Compiler not supported.
  107. #endif


  110. __asm void SVCHandler(void)
  111. {
  112.     IMPORT SVCHandler_main
  113.     TST lr, #4
  114.     ITE EQ
  115.     MRSEQ R0, MSP
  116.     MRSNE R0, PSP
  117.     B SVCHandler_main
  118. }
  119. void SVCHandler_main(unsigned int * svc_args)
  120. {
  121.     unsigned int svc_number;
  122.     /*
  123.     * Stack contains:
  124.     * R0, R1, R2, R3, R12, R14, the return address and xPSR
  125.     * First argument (R0) is svc_args[0]
  126.     */
  127.     svc_number = ((char *)svc_args[6])[-2];
  128.     switch(svc_number)
  129.     {
  130.         case SVC_00:
  131.             /* Handle SVC 00 */
  132.             break;
  133.         case SVC_01:
  134.             /* Handle SVC 01 */
  135.             break;
  136.         default:
  137.             /* Unknown SVC */
  138.             break;
  139.     }
  140. }

  142. #define SVC_00 0x00
  143. #define SVC_01 0x01
  144. void __svc(SVC_00) svc_zero(const char *string);
  145. void __svc(SVC_01) svc_one(const char *string);
  146. int call_system_func(void)
  147. {
  148.     svc_zero("String to pass to SVC handler zero");
  149.     svc_one("String to pass to a different OS function");
  150. }

  152. 在 ARM 状态时为 0。

  154. ARM 和 Thumb 指令集均有 SVC 指令。 在 Thumb 状态下调用 SVC 时，必须考虑以下情况：

  156. 指令的地址在 lr–2，而不在 lr–4。

  158. 该指令本身为 16 位，因而需要半字加载，请参阅Figure 6.3。

  160. 在 ARM 状态下，SVC 编号以 8 位存储，而不是 24 位。
  161. Example 6.8. SVC 处理程序
  162.     PRESERVE8
  163.     AREA SVC_Area, CODE, READONLY
  164.     EXPORT SVC_Handler    IMPORT C_SVC_Handler
  165. T_bit   EQU    0x20                    ; Thumb bit (5) of CPSR/SPSR.
  166. SVC_Handler
  167.     STMFD   sp!, {r0-r3, r12, lr}  ; Store registers
  168.     MOV     r1, sp                 ; Set pointer to parameters
  169.     MRS     r0, spsr               ; Get spsr
  170.     STMFD   sp!, {r0, r3}          ; Store spsr onto stack and another
  171.                                    ; register to maintain 8-byte-aligned stack
  172.     TST     r0, #T_bit             ; Occurred in Thumb state?
  173.     LDRNEH  r0, [lr,#-2]           ; Yes: Load halfword and...
  174.     BICNE   r0, r0, #0xFF00        ; ...extract comment field
  175.     LDREQ   r0, [lr,#-4]           ; No: Load word and...
  176.     BICEQ   r0, r0, #0xFF000000    ; ...extract comment field

  178.     ; r0 now contains SVC number
  179.     ; r1 now contains pointer to stacked registers

  181.     BL      C_SVC_Handler          ; Call main part of handler
  182.     LDMFD   sp!, {r0, r3}          ; Get spsr from stack
  183.     MSR     SPSR_cxsf, r0               ; Restore spsr
  184.     LDMFD   sp!, {r0-r3, r12, pc}^ ; Restore registers and return
  185.     END
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