linux - PCI 枚举 hack 以数据中止异常结束

Question

我正在开发一个带有几个 PCI 插槽的 arm-linux 板。

我想检查 UBoot 中 PCI 模块的供应商 ID/设备 ID。所以我将 PCI 驱动程序的初始化部分从 linux 移植到 UBoot。

黑客:由于我板上的 PCI 拓扑是固定的，我冒昧地在 UBoot 中硬编码了总线编号(主要、次要、从属)，所以我不必将枚举代码移植到 UBoot。为了获取总线编号，我编写了一个小型可加载内核模块，一旦内核完成 PCI 总线上的枚举设备，它就会为我获取 device 总线编号。

问题:现在，如果模块存在于 PCI 插槽中，我就可以成功读取它们的 ID。但是，如果某个模块不存在并且我尝试读取它的 ID，我就会被 ARM 的数据中止处理程序击中。

是否有解决此数据中止异常的方法，或者在尝试读取 ID 之前提前知道插槽是否已填充。

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更新 1:我根据auselen的输入修改了UBoot源码如下:

开始.S

//添加了以下宏

     .macro  irq_restore_user_regs_mod
     ldmia   sp, {r0 - lr}^                  @ Calling r0 - lr
     mov     r0, r0
     ldr     lr, [sp, #S_PC]                 @ Get PC
     add     sp, sp, #S_FRAME_SIZE
     mov     pc, lr                 @ return & move spsr_svc into cpsr
     .endm

修改data_abort代码如下

data_abort:
    get_bad_stack
    irq_save_user_regs
    bl  do_data_abort
    irq_restore_user_regs_mod

中断.c修改 do_data_abort 为

void do_data_abort (struct pt_regs *pt_regs)
{   
    if (flag == 1)
    {
        flag = 0;
        return;
    }
    printf ("data abort handler\n");
    printf ("Originally installed by U-Boot\n");
    show_regs (pt_regs);
    bad_mode ();
}

mypcie.c 尝试读取可能无效地址的代码部分

    printf("Trying possibly invalid address\n");
    flag = 1;
    data = *((volatile unsigned int *)(0xbe200000))  ;
    if (flag == 0) printf("Bad address \n");
    flag = 1;

UBoot日志关注部分:

Trying possibly invalid address
data abort handler
Originally installed by U-Boot
pc : [<00012150>]    lr : [<00012144>]
sp : 46069a00  ip : 78000000  fp : 00000000
r10: 07f7eca4  r9 : 00000000  r8 : 07f7efdc
r7 : 00000000  r6 : 000000f8  r5 : 00000001  r4 : bb000000
r3 : be200000  r2 : 00020b28  r1 : 00000020  r0 : 07f7ea49
Flags: nzcv  IRQs on  FIQs on  Mode USER_32
U-Boot::Resetting CPU ...

我怀疑 *irq_restore_user_regs_mod* 正在将 UBoot 发送回 *do_data_abort*。所以第一次do_data_abort执行时flag为1，do_data_abort将flag改为0，irq_restore_user_regs_mod将UBoot发回给do_data_abort。由于标志为 0，UBoot 进入错误模式。

请告诉我是否应该使用

MOVS PC, LR

或

MOV PC, LR

在 irq_restore_user_regs_mod(代码段中的命令与文本不同)。

另外请详细说明为什么您使用MOV(S) PC, LR 而不是SUBS PC, LR, #4。

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更新 2:(根据 auselen 的评论)

i) 将标志从简单的 int 更改为 volatileii) 在 interrupts.c 中添加了 printf(s) 用于调试目的如下:

printf("flag = %d\n",flag);
    if (flag == 1)
    {
        flag = 0;
        printf("FLAG = %d\n",flag);
        return;
    }

iii) 在文件 mypcie.c 中添加了 asm volatile(""::::"memory");

flag = 1;
asm volatile("" ::: "memory");
data = *((volatile unsigned int *)(0xbe200000))  ;
asm volatile("" ::: "memory");
if (flag == 0) printf("Bad address \n");

结果

UBoot 日志 1:

Trying possibly invalid address
flag = 1
FLAG = 0
flag = 1
FLAG = 0
(continues forever)

似乎控制一直回到flag=1； mypcie.c 中的说明如果我注释掉这条指令，并在这个函数之外将标志初始化为 1，那么我会得到以下日志:

UBoot日志2:

Trying possibly invalid address
flag = 1
FLAG = 0
flag = 0
data abort handler
Originally installed by U-Boot
pc : [<00012174>]    lr : [<5306b01e>]
sp : c6a69a08  ip : 78000000  fp : 00000000
r10: 07f7eca1  r9 : 00000000  r8 : 07f7efdc
r7 : 00000000  r6 : 000000fb  r5 : 00000001  r4 : bb000000
r3 : be200000  r2 : 00000000  r1 : 00000020  r0 : 07f7ea4d
Flags: nzcv  IRQs on  FIQs on  Mode USER_32
U-Boot::Resetting CPU ...

现在看起来好像下面的指令执行了两次:

data = *((volatile unsigned int *)(0xbe200000))  ;

在第二次执行中，标志为 0，因此我们命中了数据中止。

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更新 3(根据 auselen 关于 MOV、MOVS 和 SUBS 的评论)从 UBoot 目录中的 config.mk 文件中删除了 -O2 标志。

UBoot 日志

使用 subs pc, lr, #4

Trying possibly invalid address
flag = 1
FLAG = 0
prefetch abort handler
Originally installed by U-Boot
pc : [<90000004>]    lr : [<00012174>]
sp : 07f7eb80  ip : 78000000  fp : 00000000
r10: 00000000  r9 : 00000000  r8 : 07f7efdc
r7 : 00000000  r6 : 00000000  r5 : 00000000  r4 : 00008e00
r3 : 00000000  r2 : c6a68e1c  r1 : 00010001  r0 : 00000003
Flags: nZCv  IRQs on  FIQs on  Mode USER_32
U-Boot::Resetting CPU ...

使用 subs pc, lr, #8

Trying possibly invalid address
flag = 1
FLAG = 0
flag = 0
data abort handler
Originally installed by U-Boot
pc : [<00012174>]    lr : [<00008e7c>]
sp : c6a68cf4  ip : 78000000  fp : 00000000
r10: 07f7eca1  r9 : 00000000  r8 : 07f7efdc
r7 : 00000000  r6 : 000000fb  r5 : 00000001  r4 : bb000000
r3 : be200000  r2 : 00000000  r1 : 00000020  r0 : 07f7ea4d
Flags: nzcv  IRQs on  FIQs on  Mode USER_32
U-Boot::Resetting CPU ...

Answer 1

我自己还没有尝试过，但应该能够修改 u-boot 以处理某些地址访问期间的数据中止。

arch/arm/cpu/armv7/start.S包含

data_abort:
        get_bad_stack
        bad_save_user_regs
        bl      do_data_abort

从代码看来，bad_save_user_regs 需要更改为 irq_save_user_regs/irq_restore_user_regs* 对，就像处理 IRQ/FIQ 一样。使 data_abort 读起来像

data_abort:
        get_bad_stack
        irq_save_user_regs
        bl      do_data_abort
        irq_restore_user_regs*

do_data_abort 位于 arch/arm/lib/interrupts.c

  void do_data_abort (struct pt_regs *pt_regs)
  {
          printf ("data abort\n\n    MAYBE you should read doc/README.arm-unaligned-accesses\n\n");
          show_regs (pt_regs);
          bad_mode ();
  } 

bad_mode 重置 cpu。

一种方法可能是在尝试可能的中止地址之前升起标志，然后在 do_data_abort 中检查标志而不是 bad_mode 如果是这种情况，则降低标志并继续下一条指令，它应该检查标志是否被降低。

[*]返回到下一条指令可以通过 subs PC, LR, #4 在 irq_restore_user_regs 的修改副本中处理。让它读作

          .macro  irq_restore_user_regs_mod
          ldmia   sp, {r0 - lr}^                  @ Calling r0 - lr
          mov     r0, r0
          ldr     lr, [sp, #S_PC]                 @ Get PC
          add     sp, sp, #S_FRAME_SIZE
          subs PC, LR, #4                         @ return & move spsr_svc into
                                                  @ cpsr
          .endm