本文是基於arm平臺。例子都是以tiny210（s5pv210 armv7）為基礎的。
[kernel 啟動流程]系列：

建議參考文件：

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零、說明

本文是《[kernel 啟動流程] （第一章）概述》的延伸，
閱讀本文前建議先閱讀《[kernel 啟動流程] （第一章）概述》

1、kernel啟動流程第一階段簡單說明

arch/arm/kernel/head.S

• kernel入口地址對應stext

ENTRY(stext)

• 第一階段要做的事情，也就是stext的實現內容

  • 設定為SVC模式，關閉所有中斷
  • 獲取CPU ID，提取相應的proc info
  • 驗證tags或者dtb
  • 建立頁表項
  • 配置r13暫存器，也就是設定開啟MMU之後要跳轉到的函式。
  • 使能MMU
  • 跳轉到start_kernel，也就是跳轉到第二階段

本文要介紹的是“設定為SVC模式，關閉所有中斷”的部分。分成兩部分說明，設定為SVC模式，關閉所有中斷。

2、疑問

主要帶著以下幾個問題去理解

• 設定SVC模式
  
  • 什麼是SVC模式？
  • 為什麼要設定成SVC模式？
  • 如何設定成SVC模式
• 關閉所有中斷
  
  • 為什麼要關閉所有中斷？
  • 如何關閉所有中斷？
    對應程式碼

ENTRY(stext)
    @ ensure svc mode and all interrupts masked
    safe_svcmode_maskall r9
 

safe_svcmode_maskall實現程式碼如下：
arch/arm/include/asm/assembler.h

.macro safe_svcmode_maskall reg:req
#if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 && !defined(CONFIG_CPU_V7M)
    mrs \reg , cpsr
    eor \reg, \reg, #HYP_MODE
    tst \reg, #MODE_MASK
    bic \reg , \reg , #MODE_MASK
    orr \reg , \reg , #PSR_I_BIT | PSR_F_BIT | SVC_MODE
 

THUMB(  orr \reg , \reg , #PSR_T_BIT    )
    bne 1f
    orr \reg, \reg, #PSR_A_BIT
    badr    lr, 2f
    msr spsr_cxsf, \reg
    __MSR_ELR_HYP(14)
    __ERET
1:  msr cpsr_c, \reg
2:

這部分程式碼也就是後面要講述的“設定為SVC模式，關閉所有中斷”的核心

一、設定為SVC模式

1、ARM7體系的幾種工作模式（什麼是SVC模式？）

ARM7體系的cpu有如下七種工作模式。具體參考《ARMV7官方資料手冊 B1.3.1 ARM processor modes》。
* 使用者模式（USR）
普通模式
正常程式工作模式，此模式下程式不能夠訪問一些受作業系統保護的系統資源，應用程式也不能直接進行處理器模式的切換。
* 系統模式（SYS）
特權模式
作業系統特權任務模式，用於支援作業系統的特權任務等，可以訪問系統保護的系統資源，也可以直接切換到其它模式等特權。
* 管理模式（SVC）
特權模式、異常模式
作業系統保護模式
* 快中斷模式（FIQ）
特權模式、異常模式
支援高速資料傳輸及通道處理，FIQ異常響應時進入此模式。
* 中斷模式（IRQ）
特權模式、異常模式
用於通用中斷處理，IRQ異常響應時進入此模式。
* 中止模式（ABT）
特權模式、異常模式
用於支援虛擬記憶體和/或儲存器保護。
* 未定義模式（UND）
特權模式、異常模式
支援硬體協處理器的軟體模擬，未定義指令異常響應時進入此模式。

2、為什麼要設定成SVC模式？

除了使用者模式之外的其他6種處理器模式稱為特權模式。
特權模式下，程式可以訪問所有的系統資源（除了特定模式下的影子暫存器），也可以任意地進行處理器模式的切換。
特權模式中，除系統模式外，其他5種模式又稱為異常模式。
* 使用者模式下訪問的資源受限，故不能使用使用者模式
* 系統模式的優先順序低於異常模式，故不使用系統模式
* 快中斷模式、中斷模式、中止模式、未定義模式用於特殊場景下由CPU自動切入，故不使用
所以需要使用SVC模式。（這裡是個人見解，如果說法不對還請幫忙指出。）

3、如何設定成SVC模式？

（1）CPSR & SPSR
ARM工作模式的切換由CPSR暫存器控制。
CPSR表示當前程式狀態暫存器，SPSR表示備份的程式狀態暫存器。
CPSR:程式狀態暫存器(current program status register) (當前程式狀態暫存器)，在任何處理器模式下被訪問。它包含了條件標誌位、中斷禁止位、當前處理器模式標誌以及其他的一些控制和狀態位。如下所示（具體參考文件《ARMV7官方資料手冊》“Format of the CPSR and SPSRs”一節，這裡只列出一些目前我們可能會用到的）：
* 條件標誌位（這裡可以暫時不關心）

* 控制位

（2）工作模式編碼
七種工作模式對應在CPSR中的工作模式編碼如下：

綜上，需要將CPSR的[4:0]設定成10011就可以切換到SVC模式。

二、關閉所有中斷

1、為什麼要關閉所有中斷？

在啟動過程中，中斷環境並沒有完全準備好，也就是中斷向量表和中斷處理函式並沒有完成設定，一旦有中斷產生，可能會導致預想不到的問題，或者是程式跑飛。因此，在準備好中斷環境之前，需要關閉所有中斷。

2、如何關閉所有中斷？

中斷的關閉同樣由CPSR暫存器來進行控制，具體請看上一一節

綜上，需要將CPSR的bit6和bit7設定為1。

三、程式碼分析

設定為SVC模式和關閉所有中斷都是在safe_svcmode_maskall中完成。

ENTRY(stext)
    @ ensure svc mode and all interrupts masked
    safe_svcmode_maskall r9

safe_svcmode_maskall實現和分析如下：
注意，涉及到Hyper態，但是我沒找到關於這個模式的資料，《ARMV7官方資料手冊 》也沒有說明這個模式。
所以這裡關於Hyper mode的程式碼暫時略過，有興趣的可以參考http://blog.csdn.net/crosskernel/article/details/21091819
arch/arm/include/asm/assembler.h

.macro safe_svcmode_maskall reg:req
#if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 && !defined(CONFIG_CPU_V7M)
    mrs \reg , cpsr                                  
    eor \reg, \reg, #HYP_MODE
    tst \reg, #MODE_MASK
    bic \reg , \reg , #MODE_MASK                                         
    orr \reg , \reg , #PSR_I_BIT | PSR_F_BIT | SVC_MODE  
THUMB(  orr \reg , \reg , #PSR_T_BIT    )
    bne 1f
    orr \reg, \reg, #PSR_A_BIT
    badr    lr, 2f
    msr spsr_cxsf, \reg                    
    __MSR_ELR_HYP(14)
    __ERET
1:  msr cpsr_c, \reg
2:

其中主要的關閉中斷設定SVC的核心程式碼如下：

    mrs \reg , cpsr                                          @獲取CPSR暫存器的值到臨時暫存器中
    bic \reg , \reg , #MODE_MASK                                                @清除模式位[4:0]位
    orr \reg , \reg , #PSR_I_BIT | PSR_F_BIT | SVC_MODE        @設定BIT6\BIT7,關閉中斷，設定[4:0]為SVC_MODE
1:  msr cpsr_c, \reg                @儲存到CPSR的低八位中，CPSR_C表示CRSR暫存器的低8位，也就是控制域遮蔽位元組。

其中
arch/arm/include/uapi/asm/ptrace.h中

#define SVC_MODE    0x00000013
#define PSR_F_BIT   0x00000040
#define PSR_I_BIT   0x00000080

到這裡就實現了工作模式的切換和中斷的關閉。