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Acoral移植何为操作系统移植？操作系统移植就是将操作系统在某一特定的cpu或soc芯片上运行起来，这一部分大部分是和硬件相关的，需要针对具体cpu或芯片进行有区别的代码编写。acoral的移植我们称为PAL,有两个部分，一是项目移植(PRJ)，一是硬件移植(HAL)。项目移植：不同的开发平台（比如Window下的ADS,KEIL,IAR,Linux下的MAKFILE），编译器，汇编器不一样，所以c语言代码可能有点兼容性问题（但基本兼容，只是一些扩展性能不兼容，比如inline，增加段相关操作），汇编就更加不一样了，因此需要针对这些开发平台编写专门的汇编代码，同时实现一很小量的c语言的扩展属性。硬件移植(HAL)：硬件移植就是针对不同目标板编写相关代码，不同的开发板，资源不一样，具体体现在不同架构处理器，指令集不一样，相同架构处理器，不同系列，寄存器资源不一样。项目移植和硬件移植两者，硬件移植是重点，因为项目相关性，主要是一些规则不一样，比如GNU的汇编标号要加”：”,而ADS的汇编标号不用加”：”，GNU的变量导出是”.global”,而ADS中是”EXPORT”.因此只要实现硬件移植，只需修改部分规则即完成了项目移植。下面我们就来详细说下硬件移植。我们知道，我们在做移植时，往往有个疑问，那就是我该实现哪些东西？操作系统与硬件相关的往往体现如下几个方方面。1)启动 这个大家肯定很清楚，不同的cpu肯定不一样，2)中断系统 大家可以很容易知道，不同cpu的芯片的中断机制肯定不同，比如中断优先级，中断屏蔽，开关中断，时钟，肯定要对这部分进行针对处理。3) 任务切换这个是操作系统的灵魂，有了这个，系统才能称的上是操作系统。这部分也是和硬件很相关的，因为任务切换的主体是环境，而环境就是cpu的各种寄存器，比如x86是ax,bx等，而arm是r0,r1等，这肯定是和具体硬件严重相关。4)内存比如内存控制器初始化，MMU映射，内存的大小，地址。 有了上面其实还是不够的，上面只是从功能和需求出发，能不能有一个模板来让移植的人不再“孤单”，踏着前人的痕迹悠闲前进呢？有，那就是将这些与硬件相关的功能部件抽象化，内核层提出需求，移植的时候实现提供这些需求品就可以了，这种方式的专业术语叫硬件抽象，这一个层可以叫做硬件抽象层HAL。这种硬件抽象对用户而言，很透明很有头绪，因此对于与硬件相关的移植部分，我们也采用hal框架，将需要移植的部分抽象成接口，用户只要根据具体平台实现这些接口即可在平台上运行acoral. Acoral的移植hal层的接口按功能可分为如下几类:1.启动接口 必须要有一个名为start的文件，这个文件包含启动代码，做一些简单的初始化后就转到c语言入口函数acoral_start.2.内存相关硬件抽象层接口:HAL_HEAP_START:堆内存起始地址:我们知道不同平台，内存的大小及地址分配情况基本上不一样，因此在移植的时候需要向内核层的内存模块告知这些信息。这个接口是一个变量。HAL_HEAP_END:堆内存起始地址同上HAL_MEM_INIT：内存初始化 这主要对相关内存控制器进行相关初始化，如果启动时内存的初始化不用修改，则在此可以不做处理。其接口形式HAL_MEM_INIT(),无返回值。3.线程相关硬件抽象层接口HAL_START_OS：操作系统线程开始运行系统最开始的线程切入接口,只有一个参数，是要切换的线程的堆栈指针，它往往等于HAL_SWITCH_TO。接口形式：HAL_START_OS(&prev-stack),参数为线程堆栈指针变量的地址，无返回。HAL_SWITCH_TO：线程切入接口 线程环境下切入到指定线程接口,只有一个参数，是要切换的线程的堆栈指针。接口形式：HAL_SWITCH_TO(&prev-stack),参数为线程堆栈指针变量的地址，无返回。HAL_CONTEXT_SWITCH：线程切换接口线程环境下切换接口。接口形式：HAL_CONTEXT_SWITCH(&prev-stack,&next-stack)两个参数,就是要切换的两个线程的堆栈指针变量的地址。HAL_INTR_SWITCH_TO:中断中线程切入接口 在中断环境下切入到指定线程的接口, 调用方式,HAL_INTR_SWITCH_TO(&thread-tack),只有一个参数，是要切换的线程的堆栈指针变量地址。HAL_INTR_CTX_SWITCH：中断中线程切换接口在中断环境下线程切换接口，HAL_INTR_CTX_SWITCH(&prev-stack,&next-stack)，两个参数,就是要切换的两个线程的堆栈指针变量的地址。 也许你注意到，为啥要有中断和线程环境之分，这是因为在中断环境下，中断硬件系统可能已经保存了部分线程的环境，因此切换需做特殊处理，当然有些平台 HAL_SWITCH_TO，HAL_INTR_SWITCH_TO就是一样的，比如stm3210,他们的实现就是一样的。HAL_STACK_INIT:线程堆栈初始化，线程创建时模拟线程的环境。接口形式：HAL_STACK_INIT(stack,route,exit,args),四个参数1) 堆栈指针变量地址2) 线程执行函数3) 线程退出函数4) 线程参数无返回值HAL_SCHED_INIT：调度初始化，初始化和调度相关的标识，比如是否需要调度标志need_sched，调度锁。接口形式：HAL_SCHED_INIT(),无参数，无返回。HAL_SCHED_BRIDGE：调度中转桥，这个接口时为了中断硬件抽象层接口：HAL_INTR_ENTRY:硬件相关的中断入口函数，所有要交给内核层中断系统处理的中断都会进入此函数，此函进行简单处理后读取中断向量号，然后调用内核层的中断处理函数，内核层函数返回后，要调用中断退出操作函数acoral_intr_exit(),然后中断退出。接口形式：HAL_INTR_ENTRY,无参数，无返回值。HAL_INTR_INIT：中断初始化中断初始化，顾名思义就是对中断进行初始化，一般会牵涉到中断模式，中断优先级，中断屏蔽等寄存器的初始化，及中断的各种操作函数的初始化，比如中断响应，中断屏蔽，中断开启接口，比如acoral_set_intr_ack(i,hal_intr_ack)，acoral_set_intr_mask(i,hal_intr_mask)等。其接口形式HAL_INTR_INIT(),无返回值。HAL_INTR_SPECIAL：这个是在初始化后要调用的接口，有些平台需要在初始化后执行一些特殊化的初始化操作。比如HAL_INTR_INIT初始化进行的是通用操作，而HAL_INTR_SPECIAL是特殊操作，一般不用实现。其接口形式：HAL_INTR_SPECAIL(),无参数，无返回值。HAL_INTR_SET_ENTRY： 设置内核层中断入口函数，接口形式HAL_INTR_SET_ENTRY(isr),只有一个参数,为函数指针，无返回值。这个设置好后，hal层的中断入口函数HAL_INTR_ENTRY进行简单处理后会调用此函数。HAL_INTR_ENABLE：HAL_INTR_DISABLE： 所有中断开启禁止接口，用于禁止和开启所有中断，这种实现有几种方式.1) 直接使用相关cpu的状态寄存器实现中断开关，比如arm9的cpsr的irq,firq位就可以用来开关所有中断。2) 使用中断屏蔽寄存器，有些soc芯片的中断屏蔽寄存器带有屏蔽所有中断的功能，即使没有这种功能，一个一个屏蔽所有中断位也是可以实现的。一般使用第一种，这种方式简单，语句少，效率高，对于没有第一种支持的，可以考虑用第二种。接口形式：HAL_INTR_ENABLE():HAL_INTR_DISABLE()都无参数，无返回值。HAL_INTR_ATTACH:这个针对实时中断特殊设计的，该接口的功能是直接将中断处理函数放到响应的中断向量表中，这样中断来了后，其处理函数直接被调用，而不是经过HAL_INTR_ENTRY-intr_c_entry-中断处理函数，这个接口一般为空，因为只有向量模式的中断才具备这种实时特性，因而只有在支持向量模式中断的处理器，且用户需要好的中断响应时，才需实现这个接口。HAL_INTR_DISABLE_SAVE：带保存处理器状态的关中断接口,在使用HAL_INTR_DISABLE相同方式关中断前，会保存当前处理器的状态，最后会返回当前的此处理器状态，至少是包含了中断状态。接口形式：HAL_INTR_DISABLE_SAVE()，会返回一个acoral_sr变量的值HAL_INTR_RESTORE：恢复传入的参数的值来恢复处理器状态，至少会包含中断状态。接口形式：HAL_INTR_RESTORE(sr)，一个参数，即要恢复的处理器状态，无返回值。HAL_INTR_MAX,HAL_INTR_MIN，HAL_TRANSLATE_VECTOR：最小中断向量号，最大中断向量号。这个最小中断向量号不一定为0，我们说的这些中断，都是需要交给内核层中断处理的中断，对于内核层不处理的中断就不定义，直接在HAL层处理。比中断向量0为数据异常中断，这个中断明显不交给内核层来管理，直接在底层处理，故最小中断向量号从1开始，这个对应的内核层的中断向量号为0，因此需要真正中断号转换内核层中断号的接口，这个接口就是HAL_TRANSLATE_VECTOR。HAL_GET_INTR_NESTING： 获取中断嵌套状态。我们知道在只有在最后一层中断返回时才可以进行调度，但是由于允许中断嵌套，中断返回时就必须判断是否是最后一层中断返回。因此可以通过一个变量来存取中断嵌套数。HAL_INTR_NESTING_DEC： 减少中断嵌套数HAL_INTR_NESTING_INC： 获取中断嵌套状态时钟硬件抽象层接口：HAL_TICKS_INTR：时钟中断向量号，变量。HAL_TICKS_INIT()：Ticks滴答时钟初始化，我们知道在操作系统中，滴答时钟是非常重要的，也是调度的一个激发源，它是一个中断，每隔一定时间就会触发一次中断，用来计时的，线程的延时函数就是要利用ticks时钟，主要初始化滴答时钟中断相关的寄存器，同时可能需要重新给此中断赋值操作函数。硬件板子抽象层接口：HAL_BOARD_INIT： 板子初始化，主要对cpu,i/o口，一些设备的初始化，当然这里可以不进行相关初始化，可以在驱动程序里对设别进行初始化，不过有些状态不定的设备会带来一些问题，那么在这里初始化时比较好的。接口形式：HAL_BOARD_INIT()无参数，无返回值。多核(CMP)硬件抽象层接口这个只有在用户想在多核芯片支持多核SMP运行才需要实现，对于单核不需要实现，对于多核单独运行的应用也不用实现。HAL_CORE_CPU_INIT: 主核初始化，就是对主核私有的一些数据也行进行初始化，其实这个函数基本上是空的，因为主核在进入acoral_start里，调用了各种函数，这些函数就已经初始化了主核的大部分甚至所有数据。HAL_FOLLOW_CPU_INIT： 次核初始化，主要对次核的私有数据初始化，比如有些私有中断寄存器等，比如pb11mpcore中断，0-32的中断相关寄存器就是私有的，必须自己的核心才能访问，同时需要初始化自己的各种状态的堆栈。接口形式：HAL_FOLLOW_CPU_INIT，无参数，无返回值。HAL_CPU_IS_ACTIVE： 某一cpu是否激活，主要是重启时用的，对于第一次启动，除主核外都没有激活。何为激活呢？激活就是cpu核已经初始化了，在执行内核映像代码。接口形式：HAL_CPU_IS_ACTIVE(cpu)，参数为整形，表示获取哪个cpu的激活状态。HAL_PREPARE_CPUS： 主核为激活次核做准备的接口，主要有：为次核准备开始代码，有些是将代码拷贝到指定地址（比如blackfin51），有些是在寄存器中指定开始代码地址(PB11MPCORE)。同时可能要为次核分配临时堆栈，这个可以作为参数传递给次核，次核将自己的堆栈指向分配好的地址即可。接口形式：HAL_PREPARE_CPUS(),无参数，无返回。HAL_START_CPU：激活某一cpu，让其运行：让cpu运行有两种形式：1. 次核没有执行过任何代码，激活就是让其执行指定代码。2. 次核是执行过代码的，只不过开始时处于一种过渡状态，要么是空循环状态，要么是一种特殊的类似standby，Sleep状态。激活一般是通过核间中断来实现的，又或者是又相关启动寄存器。接口形式：HAL_START_CPU(cpu)，一个参数，要激活的cpu编号，无返回值。HAL_IPI_SEND:向指定cpu发送核间中断，关键看，这个是核间通信的基础，,接口形式：HAL_IPI_SEND (cpu,vector)，两个参数，第一个为目标cpu,第二个参数为核间中断向量号，无返回值。HAL_IPI_SEND_CPUS:向某一cpu组发送核间中断，这个实现与平台很有关系，对于不支持向多个核发送相同中断的，可以使用for循环调用HAL_IPI_SEND实现。接口形式：HAL_IPI_SEND_CPUS (cpulist,vector)，两个参数，第一个为目标cpu位图，每位代表一个cpu,第二个参数为核间中断向量号，无返回值。HAL_IPI_SEND_ALL:向所有核心发送中断，这个实现与平台很有关系，对于不支持向所有核发送相同中断的，可以使用for循环调用HAL_IPI_SEND实现。接口形式：HAL_IPI_SEND_ALL (vector)，一个参数，为核间中断向量号，无返回值。HAL_WAIT_ACK:等待次核初始化响应，这个可以用变量实现，也可以用初始化为锁状态的自旋锁实现。接口形式：HAL_WAIT_ACK ()无参数，无返回值。HAL_CMP_ACK：次核响应主核，对应HAL_WAIT_ACK。接口形式：HAL_CMP_ACK ()，无参数，无返回值。自旋锁实现：这部分只有多核情况下才需实现。HAL_SPIN_LOCK：抢占自旋锁HAL_SPIN_UNLOCK:释放自旋锁。HAL_SPIN_TRYLOCK：尝试抢占自旋锁，如果失败则立刻返回。原子操作：HAL_ATOMIC_INIT：原子量初始化。HAL_ATOMIC_READ：原子读操作HAL_ATOMIC_SET：原子赋值操作HAL_ATOMIC_INC：原子递增操作HAL_ATOMIC_ADD原子加法操作HAL_ATOMIC_DEC原子递减操作HAL_ATOMIC_SUB原子减操作上面是按功能分的。按是否通用分，又可以分为通用HAL接口，专用HAL接口：通用HAL接口，既然是通用，那就是说，用户可不用实现，它是和硬件无直接联系的HAL接口，但不是所有针对所有cpu芯片都要使用这些接口，只是说所有平台可以使用，但在有些soc芯片的配合下，可以有更有效率的实现，这时就可以不适用通用HAL层的实现，针对相关芯片进行优化实现。通用HAL层接口如下：中断嵌套相关的：HAL_INTR_NESTING_INITHAL_GET_INTR_NESTINGHAL_INTR_NESTING_DECHAL_INTR_NESTING_INCHAL_ENTER_CRITICALHAL_EXIT_CRITICALHAL_INTR_SPECIALHAL_INTR_ATTACH和调度相关的：HAL_START_OSHAL_SCHED_BRIDGEHAL_INTR_EXIT_BRIDGE原子操作：HAL_ATOMIC_INITHAL_ATOMIC_READHAL_ATOMIC_SETHAL_ATOMIC_INCHAL_ATOMIC_ADDHAL_ATOMIC_DECHAL_ATOMIC_SUB具体实现如下：#define HAL_START_OS(stack) HAL_SWITCH_TO(stack)#define HAL_INTR_NESTING_INIT() hal_intr_nesting_init_comm()#define HAL_GET_INTR_NESTING() hal_get_intr_nesting_comm()#define HAL_INTR_NESTING_DEC() hal_intr_nesting_dec_comm()#define HAL_INTR_NESTING_INC() hal_intr_nesting_inc_comm()#define HAL_ENTER_CRITICAL() (cpu_sr = HAL_INTR_DISABLE_SAVE()#define HAL_EXIT_CRITICAL() (HAL_INTR_RESTORE(cpu_sr)#define HAL_INTR_SPECIAL()#define HAL_INTR_ATTACH(vecotr,isr)#define HAL_SCHED_BRIDGE() hal_sched_bridge_comm()#define HAL_INTR_EXIT_BRIDGE() hal_intr_exit_bridge_comm()#define HAL_ATOMIC_INIT(v) #define HAL_ATOMIC_READ(v) (v)-val)#define HAL_ATOMIC_SET(i,v) (v)-val) = (i)#define HAL_ATOMIC_INC(v) hal_atomic_add_comm(1,v)#define HAL_ATOMIC_DEC(v) hal_atomic_sub_comm(1,v)#define HAL_ATOMIC_ADD(i,v) hal_atomic_add_comm(i,v)#define HAL_ATOMIC_SUB(i,v) hal_atomic_sub_comm(i,v)它们的实现如下：/*= *initialize the nesting *中断嵌套初始化*=*/void hal_intr_nesting_init_comm()acoral_u32 i;for(i=0;i0)intr_nestingcpu-;/*= *Incrise the nesting *增加中断嵌套数*=*/void hal_intr_nesting_inc_comm() intr_nestingacoral_current_cpu+;void hal_sched_bridge_comm() acoral_sr cpu_sr;HAL_ENTER_CRITICAL();acoral_real_sched();HAL_EXIT_CRITICAL();void hal_intr_exit_bridge_comm() acoral_sr cpu_sr;HAL_ENTER_CRITICAL();acoral_real_intr_sched();HAL_EXIT_CRITICAL();void hal_atomic_add_comm(int i, acoral_atomic_t *v)acoral_sr sr;sr=HAL_INTR_DISABLE_SAVE();v-val=v-val+i;HAL_INTR_RESTORE(sr);void hal_atomic_sub_comm(int i, acoral_atomic_t *v)acoral_sr sr;sr=HAL_INTR_DISABLE_SAVE();v-val=v-val-i;HAL_INTR_RESTORE(sr);对于单核必须要实现的接口如下：HAL_STACK_INITHAL_CONTEX_SWITCHHAL_SWITCH_TOHAL_INTR_CTX_SWITCHHAL_INTR_SWITCH_TOHAL_INTR_INITHAL_SET_INTR_ENTRYHAL_INTR_DISABLEHAL_INTR_ENABLEHAL_INTR_DISABLE_SAVEHAL_INTR_RESTOREHAL_INTR_MAXHAL_INTR_MINHAL_TRANSLATE_VECTORHAL_HEAP_STARTHAL_HEAP_ENDHAL_MEM_INITHAL_TICKS_INTRHAL_TICKS_INITHAL_BOARD_INIT如果是要多核：则要支持更多接口：HAL_CORE_CPU_INITHAL_FOLLOW_CPU_INITHAL_PREPARE_CPUSHAL_START_CPUHAL_CPU_IS_ACTIVEHAL_CMP_ACKHAL_WAIT_ACKHAL_IPI_SENDHAL_IPI_SEND_CPUSHAL_IPI_SEND_ALL注意：上面的接口必须要实现，但是可以置为空。也就说可以通过如下方式：#define HAL_MEM_INIT 尽管为空，但不能没有。下面再说下移植文件要求：.h必须要要有两个头文件:即在pal/$(BOARD/include目录下，比如pal/board/stm3210/includehal_port.h,hal_undef.hhal_port.h应该包含上面两个文件以外的所有.h头文件hal_undef.h:我们前面提到过，上面hal通用接口，移植的时候可以不实现，但是如果想优化，可以自己实现，这样就有重定义的问题了，因为hal_comm.h已经实现了，如果再定义，根据宏的规则，是最后一个有效，因此如果想要自己的实现覆盖公共的定义，就要将我们的定义放在后面，这就是我们需要独立出hal_undef.h的原因，这个在头文件在hal.h是在hal_comm.h之后包含的。那如何覆盖hal_comm.h的定义呢？下面以stm3210这块板子来说明：由于stm3210的中断调度函数使用的pendsv中断，而这个中断优先级最低，因此肯定是最后一层中断时才执行，因此不需要中断嵌套标志，可以将这部分全部滞空。因此可以在hal_undef.h如下定义：#undef HAL_SCHED_BRIDGE()#undef HAL_INTR_EXIT_BRIDGE()#undef HAL_INTR_NESTING_INIT() #undef HAL_GET_INTR_NESTING() #undef HAL_INTR_NESTING_DEC() #undef HAL_INTR_NESTING_INC() #undef HAL_START_OS(stack) #define HAL_INTR_NESTING_INIT() #define HAL_GET_INTR_NESTING() 0#define HAL_INTR_NESTING_DEC() #define HAL_INTR_NESTING_INC() 这样我们自定义的接口就生效了。必须要有start名字的启动文件，后缀根据不同编译器不同，对于gnu的gcc，应该是start.s或start.S,对于armcc则是start.asm，为什么要规定启动代码文件名字，主要是这部分代码必须在映像文件最开始的部分，这样它才能算是启动代码啊。为了可配置，acoral的hal相关的接口有些规范：如果是汇编实现的接口，则直接使用上面的接口名，如果是c实现的，则推荐使用小写，然后用宏转向，比如HAL_INTR_INIT,由于这个接口都可以用c语言实现，因此名字为hal_intr_init，然后用如下宏转换即可：#define HAL_INTR_INIT() hal_intr_init()当然你也可以直接在c语言里使用HAL_INTR_INIT这个函数名。下面以s3c2410的移植为例说下acoral的移植：首先是HAL移植：建立文件结构：s3c2410基于arm公司的arm9开发的，因此在pal/board下建立S3C2410目录。然后在S3C2410目录下建立include src目录。然后在include目录建立hal_port.h,hal_undef.h两个文件.Src建立一个start.s文件：启动接口书写start.S文件，这个可以借鉴别人已经实现的开始启动代码，比如vivi,uboot等bootloader.主要要做哪些事呢？1） 中断向量Arm9是非向量模式的中断系统，irq中断只有一个入口，由于我们要将中断引入HAL_INTR_ENTRY,因此在start.S就要将HAL_INTR_ENTRY放到IRQ向量的处理程序里。_ENTRY:bResetHandlerb HandleIRQ handler for IRQ interruptHandleIRQ:ldr pc,=HAL_INTR_ENTRY2) 复位函数ResetHandlerResetHandler: disable watch dog timermovr1, #0x53000000movr2, #0x0strr2, r1 disable all interruptsmovr1, #INT_CTL_BASEmovr2, #0xffffffffstrr2, r1, #oINTMSKldrr2, =0x7ffstrr2, r1, #oINTSUBMSK initialise system clocksmovr1, #CLK_CTL_BASEmvnr2, #0xff000000strr2, r1, #oLOCKTIMEmovr1, #CLK_CTL_BASEmovr2, #M_DIVNstrr2, r1, #oCLKDIVNmrcp15, 0, r1, c1, c0, 0 read ctrl registerorrr1, r1, #0xc0000000 Asynchronousmcrp15, 0, r1, c1, c0, 0 write ctrl registermovr1, #CLK_CTL_BASEldr r2, =vMPLLCON clock user setstrr2, r1, #oMPLLCONblmemsetupbl InitStacksadr r0,_ENTRYldr r1,_text_startcmp r0,r1blne copy_self sldr r0,_bss_startldr r1,_bss_endbl mem_clearldr pc,=acoral_startb .关看门狗，修改时钟(可采用默认时钟)，初始化sdram控制器，加载自己（如果在nandflash,norflash等存储设备上），初始化堆栈，切换模式（我们选择sys系统模式），然后跳转到acoral的c语言启动函数acoral_start。HAL接口移植：线程相关HAL接口：由于是线程相关的，在include目录下新建hal_thead.h头文件,并修改hal_port.h，将hal_thread.h包含进来(#include “hal_thread.h”)。src目录下新建hal_thread_c.c,hal_thread_s.c文件。HAL_SWITCH_TO:线程切入，如何切入呢？切入就是环境恢复啊，只需将线程堆栈中的保护的环境恢复到对应的寄存器即可。故实现如下：HAL_SWITCH_TO: ldr sp,r0 取得新上下文指针（传进来的参数） ldmfd sp!,r0 msr cpsr,r0 恢复新cpsr,这个不能用spsr，因为sys,user模式没有SPSRldmfd sp!, r0-r12,lr,pc 恢复寄存器,HAL_CONTEXT_SWITCH:任务切换，肯定要先保存旧的线程的上下文环境(寄存器)，换出新的线程的上下文环境(寄存器)。HAL_CONTEXT_SWITCH: stmfd sp!,lr 保存PC(1) stmfd sp!,r0-r12,lr 保存寄存器和LR mrs r4,CPSR stmfd sp!,r4 保存cpsr str sp,r0 保存旧上下文栈指针到prev-stack(2) ldr sp,r1 取得新上下文指针(3) ldmfd sp!, r0 msr cpsr,r0 恢复新cpsr,这个不能用spsr，因为sys,user模式没有SPSRldmfd sp!, r0-r12,lr,pc 恢复寄存器,(4)(1)(2)是保存prev旧的线程的上下文环境。(3)(4)是换出next新的线程的上下文环境。HAL_INTR_SWITCH_TO： 这个只是HAL_INTR_CTX_SWITCH的下半部分实现，大家看HAL_INTR_CTX_SWITCH就可以了。HAL_INTR_CTX_SWITCH:中断环境下线程切换和线程环境下线程切换有啥区别呢？区别在于中断环境下线程切入函数调用后不能立即切换到新的线程，因为中断必须执行完了才能执行新的线程，要不进入新的线程，相当于中断被终止了，没法复原中断，就比如中断模式的堆栈，因为中断没有完全执行完，中断的堆栈没有回收，这个肯定是不能容忍的，因此要想一个办法，在中断完全退出时才真正进入新的线程。同时中断环境下旧的线程的环境无法直接获取，运行到中断任务切换函数时，处理器寄存器的值已经不是旧的线程的寄存器了，别破坏掉了。因此在中断入口就得保存旧的线程的环境这有两种方式：1） 刚进入中断时就将旧的线程的保存到旧的线程的堆栈，这种方式在退出中断时需要切换线程情况下效果很好，但是如果不是，则要弹出旧的线程的堆栈，这样就比较麻烦，且其实大部分中断不会切换。2） 刚进入中断时，将旧的线程的上下文环境（寄存器）保存到中断的堆栈中，而在线程切换时从中断模式栈顶拷贝copy环境到旧的线程的堆栈，这样虽然要复杂些，但是在不需要切换时，中断退出简单。Acoral针对s3c2410采取第二种方式，如图：实现如下：HAL_INTR_CTX_SWITCH: stmfd sp!,r2-r12,lr 保存正在服务的中断上下文 以下几行把旧的线程prev的上下文从正在服务的中断栈顶转移到其栈中 ldr r2,=IRQ_stack 取irq栈基址,这里存放着被中断线程的上下文(1) ldmea r2!,r3-r10 按递增式空栈方式弹栈，结果: r2-1=LR_irq-r10，被中断线程的PC+4 r2-2=r12-r9，被中断线程的r12 r2-3=r11-r8，被中断线程的PC . r2-8=r6-r3，被中断线程的r6 sub r10,r10,#4 中断栈中的LR_irq-4=PC以下三句就是取出old_vm的SP_sys，只能通过stmfd指令间接取 mov r11,sp下一句不能用SP，故先拷贝到r11 stmfd r11!,sp 被中断线程的SP_sys压入正在服务的中断栈中,带有表示去sys模式下对应的寄存器 ldmfd r11!,r12 从正在服务的中断栈中读取 SP_sys-R12 stmfd r12!,r10 保存 PC_sys stmfd r12!,lr 保存 lr_sys stmfd r12!,r3-r9 保存被中断线程的r12-r6到它的栈中 ldmea r2!,r3-r9 读被中断线程的r5-r0-r9-r4,SPSR_irq-r3,递增式空栈 stmfd r12!,r3-r9 保存被中断线程的r5-r0,CPSR_sys到它的栈中 str r12,r0 换出的上下文的栈指针-old_sp(2) 以下几行把new_vm的上下文copy到IRQ栈顶 与递减式满栈对应,此时IRQ栈用递增式空栈的方式访问 ldr r12,r1 读取需换入的栈指针(3) ldmfd r12!,r3-r11 读取换入线程的CPSR_sys-r3 读取换入线程的r0-r7-r4-r11 stmea r2!,r3-r11 保存换入线程的CPSR_sys-SPSR_irq, r0-r7到IRQ栈 ldmfd r12!,r3-r7 读取换入线程的r8-r12-r3-r7 stmea r2!,r3-r7 保存换入线程的r8-r12到IRQ栈 ldmfd r12!,lr 恢复换入线程的LR_sys到寄存器中 ldmfd r12!,r3 读取换入线程的PC-r3 add r3,r3,#4 模拟IRQ保存被中断上下文PC的方式：PC+4-LR_irq stmea r2!,r3 保存换入线程的LR_irq到IRQ栈 就是将r12赋值给sp,因为无法通过mov，所以要 stmfd r12!,r12 读取SP_sys到r12 ldmfd r12!,sp 恢复SP_sys mov r0,r0 无论是否操作当前状态的SP，操作sp后，不能立即执行函数 返回指令，否则返回指令的结果不可预知。 ldmfd sp!,r2-r12,pc(4)(1)(2)保存prev旧的线程的上下文环境(3)(4)恢复next新的线程的上下文环境HAL_STACK_INIT:S3c2410的线程环境是r0r14及cpsr,故在堆栈初始化时就得压入这么多寄存器来模拟线程的环境,为了方便修改和操作，用一个数据结构表示环境。typedef struct acoral_u32 cpsr;acoral_u32 r0;acoral_u32 r1;acoral_u32 r2;acoral_u32 r3;acoral_u32 r4;acoral_u32 r5;acoral_u32 r6;acoral_u32 r7;acoral_u32 r8;acoral_u32 r9;acoral_u32 r10;acoral_u32 r11;acoral_u32 r12;acoral_u32 lr;acoral_u32 pc;hal_ctx_t;由于c语言实现了这个接口，名称定为hal_stack_init由于这个是线程相关的接口，头文件定为hal_thread.h，源码定为hal_thread_c.c。用宏转换：#define HAL_STACK_INIT(stack,route,exit,args) hal_stack_init(stack,route,exit,args) void hal_stack_init(acoral_u32 *stk,void (*route)(),void (*exit)(),void *args)hal_ctx_t *ctx=*stk;ctx-;(1)ctx=(acoral_u32 *)ctx+1;(2)ctx-r0=(acoral_u32)args;(3)ctx-r1=1;(4)ctx-r2=2;ctx-r3=3;ctx-r4=4;ctx-r5=5;ctx-r6=6;ctx-r7=7;ctx-r8=8;ctx-r9=9;ctx-r10=10;ctx-r11=11;ctx-r12=12;ctx-lr=(acoral_u32)exit;ctx-pc=(acoral_u32)route;(5)ctx-cpsr=0x0000001fL;(6) *stk=ctx;(7) (1) 堆栈是向下生长的，结构体是向上的，获得模拟的环境的基地址(2) 调整4个字节，传进来的堆栈指针的内存本身就可以容纳一个数据的。(3) 压入参数环境(4) 压入寄存器的值，为了调试的时候方便识别出堆栈，将这些寄存器的值按1N赋值。(5) 压入线程执行函数