arch/arm/cpu/armv8/transition.S

本文介绍ARMv8架构中用于在不同执行层级(EL)间切换的宏指令实现细节,包括读写系统寄存器及转移控制权的相关宏定义。
/* 
 * arch/arm64/include/armv8/arch/lib_helpers.h
 */
#define EL0               0
#define EL1               1
#define EL2               2
#define EL3               3
#define CURRENT_EL_MASK   0x3
#define CURRENT_EL_SHIFT  2

/* Macro to switch to label based on current el */
.macro switch_el xreg label1 label2 label3
    mrs \xreg, CurrentEL
    /* Currently at EL1 */
     cmp    \xreg, #(EL1 << CURRENT_EL_SHIFT)
    b.eq    \label1
    /* Currently at EL2 */
    cmp \xreg, #(EL2 << CURRENT_EL_SHIFT)
    b.eq    \label2
    /* Currently at EL3 */
    cmp \xreg, #(EL3 << CURRENT_EL_SHIFT)
    b.eq    \label3
.endm

/* Macro to read sysreg at current EL
   xreg - reg in which read value needs to be stored
   sysreg - system reg that is to be read
*/
.macro read_current xreg sysreg
    switch_el \xreg, 101f, 102f, 103f
101:
    mrs \xreg, \sysreg\()_el1
    b   104f
102:
    mrs \xreg, \sysreg\()_el2
    b   104f
103:
    mrs \xreg, \sysreg\()_el3
    b   104f
104:
.endm

/* Macro to write sysreg at current EL
   xreg - reg from which value needs to be written
   sysreg - system reg that is to be written
   temp - temp reg that can be used to read current EL
*/
.macro write_current sysreg xreg temp
    switch_el \temp, 101f, 102f, 103f
101:
    msr \sysreg\()_el1, \xreg
    b   104f
102:
    msr \sysreg\()_el2, \xreg
    b   104f
103:
    msr \sysreg\()_el3, \xreg
    b   104f
104:
.endm

/* Macro to read sysreg at current EL - 1
   xreg - reg in which read value needs to be stored
   sysreg - system reg that is to be read
*/
.macro read_lower xreg sysreg
    switch_el \xreg, 101f, 102f, 103f
101:
    b   104f
102:
    mrs \xreg, \sysreg\()_el1
    b   104f
103:
    mrs \xreg, \sysreg\()_el2
    b   104f
104:
.endm
/* Macro to write sysreg at current EL - 1
   xreg - reg from which value needs to be written
   sysreg - system reg that is to be written
   temp - temp reg that can be used to read current EL
*/

.macro write_lower sysreg xreg temp
    switch_el \temp, 101f, 102f, 103f
101:
    b   104f
102:
    msr \sysreg\()_el1, \xreg
    b   104f
103:
    msr \sysreg\()_el2, \xreg
    b   104f
104:
.endm

#if 0
#define SWITCH_CASE_READ(func, var, type, el)    do {   \
    type var = -1;                  \
    switch(el) {                    \
    case EL1:                   \
        var = func##_el1();         \
        break;                  \
    case EL2:                   \
        var = func##_el2();         \
        break;                  \
    case EL3:                   \
        var = func##_el3();         \
        break;                  \
    }                       \
    return var;                 \
    } while(0)
#define SWITCH_CASE_WRITE(func, var, el)    do {    \
    switch(el) {                    \
    case EL1:                   \
        func##_el1(var);            \
        break;                  \
    case EL2:                   \
        func##_el2(var);            \
        break;                  \
    case EL3:                   \
        func##_el3(var);            \
        break;                  \
    }                       \
    } while(0)
#define SWITCH_CASE_TLBI(func, el) do {     \
    switch(el) {                \
    case EL1:               \
        func##_el1();           \
            break;          \
    case EL2:               \
        func##_el2();           \
            break;          \
    case EL3:               \
        func##_el3();           \
            break;          \
    }                   \
    } while(0)
#endif


/*
 * (C) Copyright 2013
 * David Feng <fenghua@phytium.com.cn>
 *     arch/arm/cpu/armv8/transition.S
 * SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
 */

#include <asm-offsets.h>
#include <config.h>
#include <version.h>
#include <linux/linkage.h>
#include <asm/macro.h>

ENTRY(armv8_switch_to_el2)
    switch_el x0, 1f, 0f, 0f
0:  ret
1:
    mov x0, #0x5b1  /* Non-secure EL0/EL1 | HVC | 64bit EL2 */
    msr scr_el3, x0
    msr cptr_el3, xzr   /* Disable coprocessor traps to EL3 */
    mov x0, #0x33ff
    msr cptr_el2, x0    /* Disable coprocessor traps to EL2 */

    /* Initialize SCTLR_EL2 */
    msr sctlr_el2, xzr

    /* Return to the EL2_SP2 mode from EL3 */
    mov x0, sp
    msr sp_el2, x0  /* Migrate SP */
    mrs x0, vbar_el3
    msr vbar_el2, x0    /* Migrate VBAR */
    mov x0, #0x3c9
    msr spsr_el3, x0    /* EL2_SP2 | D | A | I | F */
    msr elr_el3, lr
    eret
ENDPROC(armv8_switch_to_el2)

ENTRY(armv8_switch_to_el1)
    switch_el x0, 0f, 1f, 0f
0:  ret
1:
    /* Initialize Generic Timers */
    mrs x0, cnthctl_el2
    orr x0, x0, #0x3        /* Enable EL1 access to timers */
    msr cnthctl_el2, x0
    msr cntvoff_el2, x0
    mrs x0, cntkctl_el1
    orr x0, x0, #0x3        /* Enable EL0 access to timers */
    msr cntkctl_el1, x0

    /* Initilize MPID/MPIDR registers */
    mrs x0, midr_el1
    mrs x1, mpidr_el1
    msr vpidr_el2, x0
    msr vmpidr_el2, x1

    /* Disable coprocessor traps */
    mov x0, #0x33ff
    msr cptr_el2, x0        /* Disable coprocessor traps to EL2 */
    msr hstr_el2, xzr       /* Disable coprocessor traps to EL2 */
    mov x0, #3 << 20
    msr cpacr_el1, x0       /* Enable FP/SIMD at EL1 */

    /* Initialize HCR_EL2 */
    mov x0, #(1 << 31)      /* 64bit EL1 */
    orr x0, x0, #(1 << 29)  /* Disable HVC */
    msr hcr_el2, x0

    /* SCTLR_EL1 initialization */
    mov x0, #0x0800
    movk    x0, #0x30d0, lsl #16
    msr sctlr_el1, x0

    /* Return to the EL1_SP1 mode from EL2 */
    mov x0, sp
    msr sp_el1, x0      /* Migrate SP */
    mrs x0, vbar_el2
    msr vbar_el1, x0        /* Migrate VBAR */
    mov x0, #0x3c5
    msr spsr_el2, x0        /* EL1_SP1 | D | A | I | F */
    msr elr_el2, lr
    eret
ENDPROC(armv8_switch_to_el1)
# 学习对象在全民造车、造芯的大时代,在努力去解决卡脖子的时代,ASIC硬件、SOC底层软件、Linux Kernel等操作系统软件(内核/驱动)、软硬件方面的系统架构师等的岗位需求也越来越明显,社会一直都是非常缺人的,缺的是核心的那一小撮、领头的那一小撮,社会所缺的更是能够软硬件融合的那一小撮人&hellip;&hellip;总之,要想在这个时代,站稳自己的脚跟,能够在大公司或行业上拥有一席之地,就必需深入学习底层技术原理,核心技术才是您的看家本领。本课程设计之初,主要针对SOC底层软件开发的者、系统开发者,或者励志成为这样的人。既适合资深/高级工程师来查缺补漏,又适合初级工程师入门。(理论上该课程和ASIC硬件电路设计无关,该课程偏软件,但事实购买该课程的做ASIC的同学已然超过了15%)适用人群1、芯片开发者(包括底层软件、或做ASIC硬件的)。不限行业,例如车、云、物联网、移动端等领域;2、汽车行业开发者(主机厂、tier1、SOC厂家、各级供应商);3、嵌入式开发者、kernel开发者、驱动、软件工程师;4、学生。既适合学生从入门到精通,也适合资深工程师查缺补漏;您的收益:1、全体系的掌握ARMv8/ARMv9的核心知识点(ARM基础、异常中断GIC、MMU/Cache、architecture...);2、掌握ARM架构、掌握SOC架构、掌握常规IP(gic、smmu、timer、AXI/ACE/CHI、TZC400...);3、快速熟悉常规系统软件(bootrom、spl、ATF、TEE、bootloader、kernel...), Secureboot安全启动...4、技术水平提升N个level, 掌握快速的学习方法;# 学习什么在ARM蓬勃发展的年代,不仅仅涉及到物联网IOT、移动领域(如手机)、汽车电子领域,现在还涉及到PC、服务器的,简直就是各行各业。ARMv8出来已经有10年了,ARMv9也2年时间了。在技术不断更新迭代的背景下,此时再去学习十五年前的ARMv7、二十年前的ARMv5/v6显然不是明智的选择。本课程主要基于当前最新的架构,ARMv8的aarch64和ARMv9,如涉及具体的ARM Core IP主要还是以最新的ARM Core IP为主,软件架构也是以当前最主流的/未来所趋势的架构来讲解。以下也给大家列举初了一个ARM产品的timeline的总结(在本课程中有着大量的这种总结),从这张图中,您是可以清晰的看到本课程拥有独具一格的风格、拥有全网最新(且唯一)的资料总结或学习路线。# 本课程大纲和规划(课程持续更新中,课程总量统计:2022/10/02  当前是 61节课, 22小时)第一章:主要是快速学习: ARM简介、指令集、寄存器总结等。第二章:本系列视频的一大亮点,系统全面地讲解了arm异常中断gic等相关的软硬件知识,本人一直在倡导“学arm安全其实就是学arm架构,学arm架构其实就是学习arm的异常和中断”,异常中断是领着你进入架构的入门,是让你变成系统软硬件架构师的必走之路。第三章:安全专题,这也是本视频最核心的东西。因为你无论买书还是看博客等,你都很难找到讲解安全的教程,这里就是有和无的区别。本人系统的整理的安全的知识,带领你快速入门。第四章:mmu专题,透过事务看本质的讲解,白话式的演讲。在所有模块中,mmu也算是相对较简单模块。相信人人听得懂,人人学得会。第五章:cache专题,一切追求实事求是,不人云亦云,一切知识点都有迹可循,推翻了网络的很多观念。在众多模块中,cache算是一个比较难的模块。了解了cache后,才能算真正了解系统的软硬件架构。第六章:虚拟化,本人不擅长,会啥就随便讲点啥。(以后学会了再来补)第七章:architecture,就是零散和零碎的系统架构知识,如exclusive、arch timer、reset、系统启动、SOC设计、AMBA/AXI/ACE、DSU、WFE/WFI这样的。第八章: 新增的ARMv9 CCA/RME安全架构专题第九章:主要放置一些直播课。# 课程收益1、知道我学习什么,我要怎么去学习,从此之后有了一个明确的学习路线。2、认识一些共同目标的人,相互讨论问题,共同进步。勤学、共学、助学。3、ARM不再神秘,SOC不在神秘,让您短期内就能cover住全局4、熟悉ARM Architecture架构知识5、熟悉SOC架构知识6、熟悉主流的系统软件框架7、熟悉各项硬件原理和机制,如异常中断、MMU、cache、TLB、VMSA、Trustzone6、深入了解当前的系统架构、软硬件架构,能够看懂这些大家,将来也能够自己设计。7、熟悉系统的启动流程、Secureboot等8、熟悉各类标准和规范9、能够进入芯片厂商干活、能够在非芯片产生成为技术担当。10、学习资料的获取方法,会看11500多页的ARM手册,会看数以百计的ARM各项参考手册。 本课程会持续更新。也希望通过本课程的学习,能够让大家的ARMv8/ARMv9开发技术能有质的飞越,能找到自己心仪的工作。在购买之前,也建议大家看一看第一章第一节的课程介绍。
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