异常分发,缺页中断 汇编部分代码注解

    百万汉字注解 + 百篇博客分析 => 挖透鸿蒙内核源码
    https://my.oschina.net/weharmony

arch/arm/arm/src/los_exc.c

@@ -117,7 +117,7 @@ STATIC UINTPTR g_minAddr;
 STATIC UINTPTR g_maxAddr;
 STATIC UINT32 g_currHandleExcCpuID = INVALID_CPUID;
 VOID OsExcHook(UINT32 excType, ExcContext *excBufAddr, UINT32 far, UINT32 fsr);
-UINT32 g_curNestCount[LOSCFG_KERNEL_CORE_NUM] = { 0 };//
+UINT32 g_curNestCount[LOSCFG_KERNEL_CORE_NUM] = { 0 };//记录当前嵌套异常的数量
 BOOL g_excFromUserMode[LOSCFG_KERNEL_CORE_NUM];//记录CPU core 异常来自用户态还是内核态 TRUE为用户态,默认为内核态
 STATIC EXC_PROC_FUNC g_excHook = (EXC_PROC_FUNC)OsExcHook;//全局异常处理钩子
 #if (LOSCFG_KERNEL_SMP == YES)
@@ -239,7 +239,11 @@ STATIC INT32 OsDecodeDataFSR(UINT32 regDFSR)
     ret = OsDecodeFS(bitsFS);
     return ret;
 }
-//共享页缺失异常
+/*
+* 共享页缺失异常
+* 异常状态寄存器(Fault Status Register -FAR)
+* 异常地址寄存器(Fault Address Register -FSR) 
+*/
 UINT32 OsArmSharedPageFault(UINT32 excType, ExcContext *frame, UINT32 far, UINT32 fsr)
 {
     PRINT_INFO("page fault entry!!!\n");
@@ -1040,7 +1044,12 @@ LITE_OS_SEC_TEXT VOID STATIC OsExcPriorDisposal(ExcContext *excBufAddr)
  * Description : EXC handler entry
  * Input       : excType    --- exc type
  *               excBufAddr --- address of EXC buf
- *///异常处理的执行入口，由汇编语言层调用 见于 los_hw_exc.s 文件
+ */
+/*异常处理的执行入口，由汇编语言层调用 见于 los_hw_exc.s 文件
+* 参数excBufAddr为异常发生时保存下来寄存器的值.
+* 异常状态寄存器(Fault Status Register -FAR)
+* 异常地址寄存器(Fault Address Register -FSR) 
+*/
 LITE_OS_SEC_TEXT_INIT VOID OsExcHandleEntry(UINT32 excType, ExcContext *excBufAddr, UINT32 far, UINT32 fsr)
 {
     /* Task scheduling is not allowed during exception handling *///异常处理期间不允许任务调度

arch/arm/arm/src/los_hw_exc.S

@@ -170,11 +170,18 @@ _osExceptUndefInstrHdl:@出现未定义的指令处理
     B       _osExceptDispatch                                 @ Branch to global exception handler.
 
 #endif
+/*
+STMIB（地址先增而后完成操作）、STMFA（满递增堆栈）；
+STMIA（完成操作而后地址递增）、STMEA（空递增堆栈）；
+STMDB（地址先减而后完成操作）、STMFD（满递减堆栈）；
+STMDA（完成操作而后地址递减）、STMED（空递减堆栈）。
+*/
 
 @ Description: Software interrupt exception handler
 _osExceptSwiHdl: @软中断异常处理
+	@保存任务上下文(TaskContext) 开始... 一定要对照TaskContext来理解
     SUB     SP, SP, #(4 * 16)	@先申请16个栈空间用于处理本次软中断
-    STMIA   SP, {R0-R12}		@保存R0-R12寄存器值
+    STMIA   SP, {R0-R12}		@TaskContext.R[GEN_REGS_NUM] STMIA从左到右执行,先放R0 .. R12
     MRS     R3, SPSR			@读取本模式下的SPSR值
     MOV     R4, LR				@保存回跳寄存器LR
 
@@ -185,18 +192,18 @@ _osExceptSwiHdl: @软中断异常处理
     @ we enter from user mode, we need get the values of  USER mode r13(sp) and r14(lr).
     @ stmia with ^ will return the user mode registers (provided that r15 is not in the register list).
     MOV     R0, SP											 @获取SP值,R0将作为OsArmA32SyscallHandle的参数
-    STMFD   SP!, {R3}                                        @ Save the CPSR 入栈保存CPSR值
+    STMFD   SP!, {R3}                                        @ Save the CPSR 入栈保存CPSR值 => TaskContext.regPSR
     ADD     R3, SP, #(4 * 17)                                @ Offset to pc/cpsr storage 跳到PC/CPSR存储位置
-    STMFD   R3!, {R4}                                        @ Save the CPSR and r15(pc) 保存LR寄存器
-    STMFD   R3, {R13, R14}^                                  @ Save user mode r13(sp) and r14(lr) 保存用户模式下的SP和LR寄存器
-    SUB     SP, SP, #4
+    STMFD   R3!, {R4}                                        @ Save the CPSR and r15(pc) 保存LR寄存器 => TaskContext.PC
+    STMFD   R3, {R13, R14}^                                  @ Save user mode r13(sp) and r14(lr) 从右向左 保存 => TaskContext.LR和SP
+    SUB     SP, SP, #4										 @ => TaskContext.resved
     PUSH_FPU_REGS R1	@保存中断模式(用户模式模式)											
-
+	@保存任务上下文(TaskContext) 结束
     MOV     FP, #0                                           @ Init frame pointer
     CPSIE   I	@开中断,表明在系统调用期间可响应中断
     BLX     OsArmA32SyscallHandle	/*交给C语言处理系统调用*/
     CPSID   I	@执行后续指令前必须先关中断
-
+	@恢复任务上下文(TaskContext) 开始
     POP_FPU_REGS R1											 @弹出FP值给R1
     ADD     SP, SP,#4										 @ 定位到保存旧SPSR值的位置
     LDMFD   SP!, {R3}                                        @ Fetch the return SPSR 弹出旧SPSR值
@@ -209,23 +216,24 @@ _osExceptSwiHdl: @软中断异常处理
     LDMFD   SP, {R13, R14}^                                  @ Restore user mode R13/R14 恢复用户模式的R13/R14寄存器
     ADD     SP, SP, #(2 * 4)								 @定位到保存旧PC值的位置
     LDMFD   SP!, {PC}^                                       @ Return to user 切回用户模式运行
+	@恢复任务上下文(TaskContext) 结束
 
-OsKernelSVCHandler:
-    ADD     R0, SP, #(4 * 16)	@R0=sp+64
-    MOV     R5, R0
-    STMFD   R0!, {R4}                                        @ Store PC
-    STMFD   R0!, {R4}
-    STMFD   R0!, {R5}
+OsKernelSVCHandler:@主要目的是保存ExcContext中除(R0~R12)的其他寄存器
+    ADD     R0, SP, #(4 * 16)	@跳转到保存PC,LR,SP的位置,此时R0位置刚好是SP的位置
+    MOV     R5, R0				@由R5记录SP位置,因为R0要暂时充当SP寄存器来使用
+    STMFD   R0!, {R4}                                        @ Store PC => ExcContext.PC
+    STMFD   R0!, {R4}										 @ 相当于保存了=>  ExcContext.LR
+    STMFD   R0!, {R5}										 @ 相当于保存了=>  ExcContext.SP
 
-    STMFD   SP!, {R3}                                        @ Push task`s CPSR (i.e. exception SPSR).
-    SUB     SP, SP, #(4 * 2)                                 @ user sp and lr
+    STMFD   SP!, {R3}                                        @ Push task`s CPSR (i.e. exception SPSR). =>ExcContext.regPSR
+    SUB     SP, SP, #(4 * 2)                                 @ user sp and lr => =>ExcContext.USP,ULR
 
     MOV     R0, #OS_EXCEPT_SWI                               @ Set exception ID to OS_EXCEPT_SWI.
 															 @ 设置异常ID为软中断
     B       _osExceptionSwi                                  @ Branch to global exception handler.
-															 @ 跳到软中断处理
+															 @ 跳到全局异常处理
 @ Description: Prefectch abort exception handler
-_osExceptPrefetchAbortHdl:
+_osExceptPrefetchAbortHdl: @预取异常处理
 #ifdef LOSCFG_GDB
 #if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 7
     GDB_HANDLE OsPrefetchAbortExcHandleEntry
@@ -240,7 +248,7 @@ _osExceptPrefetchAbortHdl:
 
     AND     R4, R1, #CPSR_MASK_MODE                          @ Interrupted mode
     CMP     R4, #CPSR_USER_MODE                              @ User mode
-    BEQ     _osExcPageFault                                   @ Branch if user mode
+    BEQ     _osExcPageFault                                  @ Branch if user mode
 
 _osKernelExceptPrefetchAbortHdl:
     MOV     LR, R5
@@ -282,10 +290,11 @@ _osExceptFiqHdl: @快中断异常处理
 															 @ 设置参数异常类型,将作为参数传给_osExceptDispatch
     B       _osExceptDispatch                                @ Branch to global exception handler.
 
-_osExcPageFault:  @缺页异常处理函数 
+_osExcPageFault:  @缺页中断处理函数 
     SUB     R3, SP, #(8 * 4)                                 @ Save the start address of working registers.
     MSR     CPSR_c, #(CPSR_INT_DISABLE | CPSR_SVC_MODE)      @ Switch to SVC mode, and disable all interrupts
     MOV     R2, SP
+    @按 ExcContext 格式开始保存现场 因为 OsArmSharedPageFault 第二个参数就是 ExcContext
     STMFD   SP!, {R5}                                        @ Push original PC
     STMFD   SP!, {LR}                                        @ Push original svc LR
     STMFD   SP!, {R2}                                        @ Push original svc SP
@@ -295,31 +304,31 @@ _osExcPageFault:  @缺页异常处理函数
     STMFD   SP!, {R1}
     SUB     SP, SP, #8
     STMIA   SP, {R13, R14}^                                  @ Save user mode r13(sp) and r14(lr)
-
-    MOV     R4, SP
+	@按ExcContext格式完成保存现场
+    MOV     R4, SP @R4指向SP即 ExcContext开始位置
     BIC     SP, SP, #7
     PUSH_FPU_REGS R1
 
-    CMP     R0, #OS_EXCEPT_DATA_ABORT
+    CMP     R0, #OS_EXCEPT_DATA_ABORT @从正确的地址中取数据发生异常
     BNE     1f
-    MRC     P15, 0, R2, C6, C0, 0
-    MRC     P15, 0, R3, C5, C0, 0
+    MRC     P15, 0, R2, C6, C0, 0 	@参数3 UINT32 far 异常地址寄存器(Fault Address Register -FSR)
+    MRC     P15, 0, R3, C5, C0, 0	@参数4 UINT32 fsr 异常状态寄存器(Fault Status Register -FSR)
     B       2f
 1:  MRC     P15, 0, R2, C6, C0, 2
     MRC     P15, 0, R3, C5, C0, 1
 
-2:  MOV     R1, R4
+2:  MOV     R1, R4 @参数R1 即 ExcContext开始位置
     MOV     R5, R0
     MOV     R8, R2
     MOV     R9, R3
-    CPSIE   I
-    BLX     OsArmSharedPageFault
-    CPSID   I
+    CPSIE   I @禁止中断
+    BLX     OsArmSharedPageFault @缺页中断处理参数(UINT32 excType, ExcContext *frame, UINT32 far, UINT32 fsr)
+    CPSID   I @恢复中断
 
     POP_FPU_REGS R1
     MOV     SP, R4
     CMP     R0, #0
-    BEQ     _OsExcReturn
+    BEQ     _OsExcReturn @异常返回
 
     MOV     R0, R5                                           @ exc type
     B       _osExceptionSwi 		@跳到软中断执行,系统调用就是通过软中断实现
@@ -335,17 +344,17 @@ _osExceptDispatch: @处理异常分发
     MSR     CPSR_c, #(CPSR_INT_DISABLE | CPSR_SVC_MODE)      @ Switch to SVC mode, and disable all interrupts
     														 @ 切换到SVC模式,屏蔽掉所有中断
     MOV     R5, SP											 @ R5 = SP ,保存SP位置
-    EXC_SP_SET __exc_stack_top, OS_EXC_STACK_SIZE, R6, R7	 @ 切换到当前CPU的SVC模式栈处理
-
-    STMFD   SP!, {R1}                                        @ Push Exception PC 保存上一个工作模式的PC
-    STMFD   SP!, {LR}                                        @ Push SVC LR	保存上一个工作模式的LR
-    STMFD   SP!, {R5}                                        @ Push SVC SP  保存上一个工作模式的SP
-    STMFD   SP!, {R8-R12}                                    @ Push original R12-R8,保存上一个工作模式的R8-R12
+    EXC_SP_SET __exc_stack_top, OS_EXC_STACK_SIZE, R6, R7	 @ 切换到当前CPU的SVC模式栈处理,R6,R7用于记录CPUid和偏移量
+	@开始 保存异常上下文(ExcContext)值, 顺序是 USP,ULR,SPSR,R0~R15
+    STMFD   SP!, {R1}                                        @ Push Exception PC 保存上一个工作模式的PC => ExcContext.PC
+    STMFD   SP!, {LR}                                        @ Push SVC LR	保存上一个工作模式的LR => ExcContext.LR
+    STMFD   SP!, {R5}                                        @ Push SVC SP  保存上一个工作模式的SP => ExcContext.SP
+    STMFD   SP!, {R8-R12}                                    @ Push original R12-R8,保存上一个工作模式的R8-R12 => ExcContext.R8 - R12
     LDMFD   R3!, {R4-R11}                                    @ Move original R7-R0 from exception stack to original stack.
     														 @ 将保存在上一个工作模式的R0~R7取出
-    STMFD   SP!, {R4-R11}								     @ 将上一个工作模式的R0~R7保存到新的栈中
-    STMFD   SP!, {R2}                                        @ Push task`s CPSR (i.e. exception SPSR).
-															 @ 任务的CPSR入栈
+    STMFD   SP!, {R4-R11}								     @ 将上一个工作模式的R0~R7保存到新的栈中 => ExcContext.R0 - R7
+    STMFD   SP!, {R2}                                        @ Push task`s CPSR (i.e. exception SPSR). => ExcContext.regCPSR
+	@除了ExcContext.USP,ULR两个值,保存异常上下文(ExcContext)其他值完成.							 
     CMP     R0, #OS_EXCEPT_DATA_ABORT 		@是数据异常吗?
     BNE     1f 								@不是跳到 锚点1处
     MRC     P15, 0, R8, C6, C0, 0 			@R8=C6(内存失效的地址) 0(访问数据失效)
@@ -358,58 +367,58 @@ _osExceptDispatch: @处理异常分发
     B       3f 								@直接跳到 锚点3: 处执行
 2:  MOV     R8, #0							@R8=0
     MOV     R9, #0							@R9=0
-
+				@可看出异常过后,R8,R9的值发生变化,获取协处理对应的数据.
 3:  AND     R2, R2, #CPSR_MASK_MODE			@获取当前工作模式 
     CMP     R2, #CPSR_USER_MODE             @ User mode 是否为用户模式
     BNE     4f 								@不是用户模式,跳到 锚点4: 处运行
     STMFD   SP, {R13, R14}^                 @ save user mode sp and lr 保存用户模式的SP和LR
-4:
-    SUB     SP, SP, #(4 * 2) 				@sp=sp-(4*2) 指向真正的栈顶
-
-_osExceptionSwi: 				@软中断的处理,系统调用就是由软中断实现的
+4:											@保存 => ExcContext.USP,ULR
+    SUB     SP, SP, #(4 * 2) 				@非用户模式下不需要保存 USP,ULR,所以跳过2个空间
+	@填充好ExcContext.USP,ULR两个值,R8,R9 获得异常的信息,将接着往下执行
+_osExceptionSwi: 				@异常软处理
     MOV     R1, SP                                            @ The second argument to the exception
 															  @ 异常的第二个参数,第一个参数是R0
     MRC     P15, 0, R4, C0, C0, 5							  @ R4获取当前cpu id
     AND     R4, R4, #MPIDR_CPUID_MASK                         @ Get Current cpu id
     LSL     R2, R4, #2			@(Logic Shift Left)逻辑左移指令		R2 = R4<<2	@note_why 没看明白这句话的含义							 
-    LDR     R3, =g_curNestCount                               @ if(g_curNestCount > 0) dump to _osExceptionGetSP
+    LDR     R3, =g_curNestCount                               @ if(g_curNestCount > 0) dump to _osExceptionGetSP 嵌套异常
     							@将g_curNestCount的地址存入R3
-    ADD     R3, R3, R2			@ R3 = R3 + R2
-    LDR     R4, [R3]			@R4 = *R3
+    ADD     R3, R3, R2			@ R3 = R3 + R2,
+    LDR     R4, [R3]			@ R4 = *R3
 
     CMP     R4, #0				@R4 和 0对比
-    BNE     _osExceptionGetSP	@不相等则跳转
+    BNE     _osExceptionGetSP	@(g_curNestCount > 0)说明有嵌套异常,必须先处理异常
 	@判断异常发生在任务堆栈或系统堆栈中
     LDR     R3, =g_intCount                                   @ Judge the exception is occur in task stack or system stack
     ADD     R3, R3, R2
-    LDR     R4, [R3]
+    LDR     R4, [R3] @获取g_intCount[ArchCurrCpuid()]的值
 	@软中断的优先级要低于硬中断,这里判断是否有硬中断发生,有则需先处理硬中断
     CMP     R4, #0                                            @ if (g_intCount[ArchCurrCpuid()] > 0) 当前有中断要处理
-    BNE     _osExceptionGetSP                                 @ can not switch svc stack 无法切换到svc堆栈
-	@切换到统一异常堆栈(SVC栈)
+    BNE     _osExceptionGetSP                                 @ can not switch svc stack 有中断要处理,必须先处理异常
+	@切换到SVC栈中处理未定义的异常
     EXC_SP_SET __svc_stack_top, OS_EXC_SVC_STACK_SIZE, R6, R7 @ Switch to unified exception stack.
     ADD     R4, R4, #1
     STR     R4, [R3]
 
-_osExceptionGetSP:
-    MOV     R2, R8                                            @ far 从CP15的c6获取
-    MOV     R3, R9                                            @ fsr 从CP15的c5获取
-    LDR     R5, =OsExcHandleEntry                             @ OsExcHandleEntry(UINT32 excType, ExcContext * excBufAddr)
+_osExceptionGetSP:@处理异常 R1=sp
+    MOV     R2, R8                                            @ far 从CP15的c6获取 异常地址寄存器(Fault Address Register -FSR)
+    MOV     R3, R9                                            @ fsr 从CP15的c5获取 异常状态寄存器(Fault Status Register -FSR)
+    LDR     R5, =OsExcHandleEntry                             @ OsExcHandleEntry(UINT32 excType, ExcContext * excBufAddr,UINT32 far, UINT32 fsr)
     BX      R5						@LDR为加载指令把OsExcHandleEntry的地址放入R5，BX为带分支的跳转指令,去执行OsExcHandleEntry						
 	
-_OsExcReturn:
+_OsExcReturn:@异常返回
     LDR     R0, [SP, #(2 * 4)]
     AND     R0, R0,  #CPSR_MASK_MODE
     CMP     R0, #CPSR_USER_MODE                               @ User mode
     BNE     _OsExcReturnToKernel 	@非用户模式跳转执行
-    LDMFD   SP, {R13, R14}^                                   @ load user mode sp and lr
-
-_OsExcReturnToKernel: 
-    ADD     SP, SP, #(2 * 4)
-    LDMFD   SP!, {R1}
-    MSR     SPSR_cxsf, R1                                     @ Set the return mode SPSR
-    LDMFD   SP!, {R0-R12}
-    ADD     SP, SP, #4
-    LDMFD   SP!, {LR, PC}^
+    LDMFD   SP, {R13, R14}^                                   @ load user mode sp and lr												  
+															  @恢复sp和lr的值 < = ExcContext.USP,ULR 回到用户栈继续运行
+_OsExcReturnToKernel: @内核模式的异常返回
+    ADD     SP, SP, #(2 * 4)								  @先跳开ExcContext.USP和ULR
+    LDMFD   SP!, {R1}										  @取出R1 = ExcContext.SPSR
+    MSR     SPSR_cxsf, R1                                     @ Set the return mode SPSR < = ExcContext.regCPSR
+    LDMFD   SP!, {R0-R12}									  @依次恢复 R0~R12 < = ExcContext.R0 - R12
+    ADD     SP, SP, #4										  @跳过ExcContext.SP
+    LDMFD   SP!, {LR, PC}^									  @恢复LR和PC的值 < = ExcContext.LR ,PC
 
     .end

zzz/git/push.sh

 git add -A
-git commit -m  '鸿蒙内核源码分析(中断管理篇) | 硬中断的实现类似观察者模式 | 百篇博客分析鸿蒙源码 | v44.01
+git commit -m  '异常分发,缺页中断 汇编部分代码注解
     百万汉字注解 + 百篇博客分析 => 挖透鸿蒙内核源码
     https://my.oschina.net/weharmony
 '