ThreadX源码：Cortex-A7的tx_thread_irq_nesting_start（嵌套中断开始动作）.s汇编代码分析

0 参考资料

Cortex M3权威指南(中文).pdf（可以参考ARM指令集用法）

1 前言

tx_thread_irq_nesting_start.s是用来实现Cortex-A7 IRQ嵌套中断的开始函数实现的汇编文件。

2 源码分析

源码如下：

c 复制代码

１　 IRQ_DISABLE     =       0x80                    // IRQ disable bit
２　 MODE_MASK       =       0x1F                    // Mode mask
３　 SYS_MODE_BITS   =       0x1F                    // System mode bits

４　  .global  _tx_thread_irq_nesting_start
５　  .type    _tx_thread_irq_nesting_start,function
６　  _tx_thread_irq_nesting_start:
７　  MOV     r3,lr                               // Save ISR return address
８　  MRS     r0, CPSR                            // Pickup the CPSR
９　  BIC     r0, r0, #MODE_MASK                  // Clear the mode bits
１０　ORR     r0, r0, #SYS_MODE_BITS              // Build system mode CPSR
１１　MSR     CPSR_c, r0                          // Enter system mode
１２　STMDB   sp!, {r1, lr}                       // Push the system mode lr on the system mode stack
１３　//   and push r1 just to keep 8-byte alignment
１４　BIC     r0, r0, #IRQ_DISABLE                // Build enable IRQ CPSR
１５　MSR     CPSR_c, r0                          // Enter system mode
１６　#ifdef __THUMB_INTERWORK
１７　BX      r3                                  // Return to caller
１８　#else
１９　MOV     pc, r3                              // Return to caller
２０　#endif

代码逐行分析：

c 复制代码

１　 IRQ_DISABLE     =       0x80                    // IRQ disable bit
２　 MODE_MASK       =       0x1F                    // Mode mask
３　 SYS_MODE_BITS   =       0x1F                    // System mode bits

说明：

汇编中可以使用EQU或=指令来定义宏常量，编译器会将这些定义的符号替换为它们所指定的值。

c 复制代码

４　  .global  _tx_thread_irq_nesting_start

说明：

.global 用于定义全局符号，以便于被其他文件引用；.local 用于定义局部符号，仅在当前文件使用。

c 复制代码

５　  .type    _tx_thread_irq_nesting_start,function

说明：

.type用于设置符号的type属性，可选值为function或object（函数或对象（如全局变量））

这里设置_tx_thread_irq_nesting_start的属性为函数，可以供其它文件调用。

c 复制代码

６　  _tx_thread_irq_nesting_start:

指示_tx_thread_irq_nesting_start函数入口。

c 复制代码

７　  MOV     r3,lr

功能：

将lr（程序链接寄存器（用来保存子程序返回地址））的值保存到寄存器R3。

c 复制代码

８　  MRS     r0, CPSR

功能：

将CPSR寄存器的值保存到R0寄存器，特殊的寄存器如CPSR和SPSR必须通过该指令读取。

c 复制代码

９　  BIC     r0, r0, #MODE_MASK

清空模式选择位，将R0寄存器的低5bit（0x1F）清空。

1、指令格式

bic{条件}{S} Rd,Rn,operand

2、指令说明

该指令的效果是，根据operand哪个位为1，清除Rn对应的位，然后将结果存入Rd。

CPSR寄存器低5位为处理器模式选择位，定义如下：

c 复制代码

１０　ORR     r0, r0, #SYS_MODE_BITS

构造模式选择位，将R0寄存器的低5bit（0x1F）全部置1，配置为系统模式。

ORR指令是逻辑"或"指令。

1、指令格式

orr{条件}{S} Rd,Rn,operand

2、指令说明

orr指令，将Rn的值与操作数operand按位逻辑"或"，结果存放到目的寄存器Rd 中。

或者说，根据operand哪个位为1，将Rn对应的位设置为1，然后将结果存入Rd。

c 复制代码

１１　MSR     CPSR_c, r0

将R0寄存器的值存入CPSR寄存器，进入系统模式。

功能：将R0寄存器的值保存到CPSR寄存器，特殊的寄存器如CPSR和SPSR必须通过该指令写入。

c 复制代码

１２　STMDB   sp!, {r1, lr}

在系统模式下将lr、r1依次压栈，保证8字节对齐。

STMDB指令用于将寄存器压栈。

举例：

指令：stmdb sp!,{r0-r12,lr}

含义：sp = sp - 4，先压lr，sp =lr（即将lr中的内容放入sp所指的内存地址）。sp = sp - 4，再压r12，sp = r12。sp = sp - 4，再压r11，sp = r11...sp = sp - 4，最后压r0，sp = r0。

c 复制代码

１４　BIC     r0, r0, #IRQ_DISABLE

构造CPSR寄存器内容，也就是将IRQ使能位置0，使能IRQ。

3 总结

tx_thread_irq_nesting_start.s的主要功能就是在进入IRQ时，将模式切换到系统模式然后使能IRQ（硬件进入IRQ会自动失能IRQ），使得IRQ能够被嵌套。

这里有个关键操作，在系统模式下需要将进入中断前的LR压入系统模式栈区，以便后面退出中断时LR值恢复被中断打断，避免系统模式下进入子函数（使用BL指令会修改LR的值）后LR被修改无法返回父函数。