ARMv7-A Prozessoren unterstützen verschiedene Privilegierungslevel wie den “User Mode” und den “Supervisor Mode”. Wenn der Prozessor beispielsweise zurückgesetzt wird, startet er im Supervisor-Modus, einem privilegierten Modus, der es ermöglicht, auf alle Systemressourcen zuzugreifen. Jeder Exception-Typ hat einen zugeordneten Modus, und beim Auftreten eines Interrupts wechselt der Prozessor automatisch in den entsprechenden Modus, wie den IRQ-Modus für normale Interrupts, den FIQ-Modus für schnelle Interrupts oder den Supervisor-Modus für Supervisor Calls. Dies stellt sicher, dass die ISR den vollständigen Zugriff auf die notwendigen Ressourcen hat.
Beim Eintreten eines Interrupts wechselt der Prozessor in den dafür vorgesehenen privilegierteren IRQ-Modus, um sicherzustellen, dass der Interrupt-Handler vollständigen Zugriff auf die Systemressourcen hat. Dieser Moduswechsel soll verhindern, dass unprivilegierter Code unerlaubte Operationen ausführt, die das System destabilisieren könnten.
Jeder Modus, einschließlich des IRQ-Modus, verfügt aus Sicherheitsgründen über einen eigenen Stack, was uns die Architektur dadurch ermöglicht, dass die unterschiedlichen Betriebsmodi eigene Stackpointer besitzen. Ein eigener Stack ist im Interruptmodus notwendig, um bei Start der ISR den vorherigen Prozessorzustand zu speichern, bevor die ISR ausgeführt wird.
Folgender Code ist in boot.s zu ergänzen!
@ EQUS für die benötigten Konstanten:
.equ MODE_MASK, 0x1F
.equ MODE_USR, 0x10
.equ MODE_IRQ, 0x12
.equ MODE_SVC, 0x13
.equ STACK_IRQ, 0x7000
...
@ setze vector-adresse
ldr r0, =vector
mcr p15, #0, r0, c12, c0, 0
@ Wechsel in den Interruptmodus
MRS r0, cpsr
MVN r1, #MODE_MASK
AND r0, r1
ORR r0, #MODE_IRQ
MSR cpsr, r0
@ Stack für Interruptmodus aufsetzen
MOV sp, #STACK_IRQ
@ Wechsle zurück in den Supervisor Modus
MRS r0, cpsr
MVN r1, #MODE_MASK
AND r0, r1
ORR r0, #MODE_SVC
MSR cpsr, r0
...
@ Setze Stack-Basis-Adresse
mov sp, #0x80000
...
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