ARM啟動代碼詳解.

1、PART1系統(tǒng)初始化流程如下：禁止看門狗-在中斷控制器中屏蔽所有中斷-系統(tǒng) 時鐘設置-初始化端口 -DMA 設置-cashe 和總線設置-存儲器設置, 初始化SDRAM-初始化堆棧-設置 IRQ 和 FIQ 的入口 -地址重映射。 必須由匯編來完成的任務有：異常中斷向量表的設置、IRQ 向量表（向量模式或 ISR 初始化（非向量模式、二級 ISR 地址表的定義、Flash 和 SDRAM 的設置（否則系統(tǒng) 無法加載代碼、堆棧設置和模式切換、拷貝RW 和 ZI 代碼、設置系統(tǒng)時鐘等。對于非向量模式，不使用 IRQ 中斷向量表，但二級 ISR 地址表的設置是相同的。PART2理解啟動代碼（ADS所

2、謂啟動代碼，就是處理器在啟動的時候執(zhí)行的一段代碼，主要任務是初始化處 理器模式，設置堆棧，初始化變量等等由于以上的操作均與處理器體系結構和系統(tǒng)配 置密切相關，所以一般由匯編來編寫具體到 S64，啟動代碼分成兩部分，一是與 ARM7TDMI 內核相關的部分,包括處 理器各異常向量的配置，各處理器模式的堆棧設置，如有必要，復制向量到 RAM,以便 remap之后處理器正確處理異常,初始化數(shù)據(jù)（包括 RW 與 ZI,最后跳轉到 Main.二是 與處理器外部設備相關的部分，這和廠商的聯(lián)系比較大.雖然都采用了 ARM7TDMI 的內核，但是不同的廠家 整合了不同的片上外設，需要不同的初始化，其中比較重要

3、的是初始化 WDT,初始化 各子系統(tǒng)時鐘，有必要的話，進行 remap 這一部分與一般控制器的初始化類似，因此，本 文不作重點描述.在進行分析之前，請確認如下相關概念：S64 片上 FLASH 起始于 0 x100000,共 64kB,片上 RAM 起始于 0 x200000,共 16kB.S64 復位之后,程序會從 0 開始執(zhí)行，此時 FLASH 被映射到 0 地址，因此,S64 可 以取得指令并執(zhí)行顯然，此時還是駐留在 0 x100000 地址.如果使用 remap 命令，將會 把RAM 映射到 0 地址，同樣的這時 0 地址的內容也只是 RAM 的鏡像.S64 的 FLASH 可以保證在

4、最差情況時以 30MHz 進行單周期訪問，而 RAM 可以 保證在最大速度時的單周期訪問.OK,以下開始分析啟動代碼.一，處理器異常S64 將異常向量至于 0 地址開始的幾個直接，這些是必需要處理的.由于復位向 量位于 0,也需要一條跳轉指令.具體代碼如下：RESETB SYSINIT ; ResetB UDFHANDLER ; UNDEFINEDB SWIHANDLER ; SWIB PABTHANDLER ; PREFETCH ABORTB DABTHANDLER ; DATA ABORTB.;RESERVEDB VECTORED_IRQ_HANDLERB . ; ADD FIQ CODE

5、 HERE UDFHANDLERB . SWIHANDLERB.PABTHANDLERB . DABTHANDLERB .請注意,B 指令經匯編后會替換為當前 PC 值加上一個修正值(+/-,所以這條指令 是代碼位置無關的，也就是不管這條指令是在 0 地址還是在 0 x100000 執(zhí)行，都能跳轉 到指定的位置，而 LDR PC,二?？將向 PC 直接裝載一個標號的值，請注意，標號在編譯 過后將被替換為一個與 RO 相對應的值，也就是說,這樣的指令無論在哪里執(zhí)行，都只 會跳轉到一個指定的位置.下面舉一個具體的例子來說明兩者的區(qū)別：假定有如下程 序：RESETB INIT 或者 LDR PC,=

6、INITINIT其中 RESET為起始時的代碼，也就是這條代碼的偏移為 0,設 INIT 的偏移量為 offset.如果將這段程序按照 R0=0 x1000000 編譯，那么 B INIT 可理解為 ADD PC, PC, #offset,而 LDR PC,=INIT 可被理解為 MOV PC,#(RO+offset .顯然當系統(tǒng)復位時，程序 從 0 開始運行，而 0 地址有 FLASH 的副本，執(zhí)行 B INIT 將把 PC 指向位于 0 地址處 的鏡像代碼位置，也即 INIT;如果執(zhí)行 LDR PC,=INIT 將會將 PC 直接指向位于 FLASH 中的原始代碼.因此以上兩者都能正確運行

7、.下面將 RO 設置為 0 x200000，編 譯后生成代碼，還是得燒寫到 FLASH 中,也就是還是 0 x100000,系統(tǒng)復位后從 0 地址 執(zhí)行還是 FLASH 的副本，此時執(zhí)行 B INIT，將跳到副本中的 INIT 位置執(zhí)行，此處有 對應的代碼；但是如果執(zhí)行 LDRPC,=INIT,將向 PC 加載 0 x200000+offset 這將使得 PC 跳到 RAM 中,而此時由于代碼沒有復制，RAM 中的指定位置并沒有代碼，程序無 法運行.，處理器模式ARM 的處理器可工作于多種模式，不同模式有不同的堆棧，以下設置各模式及其 堆棧預定義一些參數(shù)：MODUSR EQU 0 x10MOD

8、SYS EQU 0 x1FMODSVC EQU 0 x13MODABT EQU 0 x17MODUDF EQU 0 x1BMODIRQ EQU 0 x12MODFIQ EQU 0 x11IRQBIT EQU 0 x80FIQBIT EQU 0 x40RAMEND EQU 0 x00204000 ; S64 : 16KB RAMVECTSIZE EQU 0 x100 ;UsrStkSz EQU 8 ; size of USR stack SysStkSz EQU 128 ; size of SYS stackSvcStkSz EQU 8 ; size of SVC stack UdfStkSz

9、EQU 8 ; size of UDF stack AbtStkSzEQU 8 ; size of ABT stack IrqStkSz EQU 128 ; size of IRQ stack FiqStkSz EQU 16 ; sizeof FIQ stack修改這些值即可修改相應模式堆棧的尺寸以下為各模式代碼：SYSINITJMRS RO,CPSRBIC R0,R0,#0 x1FMOV R2,#RAMENDORR R1,R0,#(MODSVC :OR: IRQBIT :OR: FIQBITMSR cpsr_cxsf,R1 ; ENTER SVC MODEMOV sp,R2SUB R2,R2

10、,#SvcStkSzORR R1,R0,#(MODFIQ :OR: IRQBIT :OR: FIQBITMSR CPSR_cxsf,R1 ; ENTER FIQ MODEMOV sp,R2SUB R2,R2,#FiqStkSzORR R1,R0,#(MODIRQ :OR: IRQBIT :OR: FIQBITMSR CPSR_cxsf,R1 ; ENTER IRQ MODEMOV sp,R2SUB R2,R2,#lrqStkSzORR R1,R0,#(MODUDF :OR: IRQBIT :OR: FIQBITLDR R0,=|lmage$RO$Limit|MSR CPSR_cxsf,R1 ;

11、 ENTER UDF MODEMOV sp,R2SUB R2,R2,#UdfStkSzORR R1,RO,#(MODABT :OR: IRQBIT :OR: FIQBITMSR CPSR_cxsf,R1 ; ENTER ABT MODEMOV sp,R2SUB R2,R2,#AbtStkSz;ORR R1,R0,#(MODUSR :OR: IRQBIT :OR: FIQBIT;MSR CPSR_cxsf,R1 ; ENTER USR MODE;MOV sp,R2;SUB R2,R2,#UsrStkSzORR R1,R0,#(MODSYS :OR: IRQBIT :OR: FIQBITMSR C

12、PSR_cxsf,R1 ; ENTER SYS MODEMOV sp,R2 ;三，初始化變量編譯完成之后，連接器會生成三個基本的段，分別是 RO,RW,ZI,并會在 image 中 順序擺放.顯然,RW,ZI 在運行開始時并不位于指定的RW 位置，因此必須初始化IMPORT |Image$RW$Base|LDR R1,=|lmage$RW$Base|LDR R2,=|lmage$ZI$Base|1CMP R1,R2LDRLO R3,R0,#4STRLO R3,R1,#4BLO %B1MOV R3,#0LDR R1,=|lmage$ZI$Limit|2CMP R2,R1STRLO R3,R2,#

13、4BLO %B2四,復制異常向量由于代碼于 RAM 運行時，有明顯的速度優(yōu)勢，而且變量可以動態(tài)配置，因此可以通過 remap 將 RAM 映射到 0,使得出現(xiàn)異常時 ARM 從 RAM 中取得向量.IMPORT |lmage$RO$Base|IMPORT |lmage$RO$Limit|LDR R1,=RESET ; =|Image$RO$Base|IMPORT |lmage$RW$Limit|IMPORT |lmage$ZI$Base|IMPORT |Image$ZI$Limit|COPY_VECT_TO_RAMLDR RO,=|lmage$RO$Base|LDR R1,=SYSINITLD

14、R R2,=0 x200000 ; RAM STARTCMP R0,R1LDRLO R3,R0,#4STRLO R3,R2,#4BLO %B0這段程序將 SYSINIT 之前的代碼，也就是異常處理函數(shù)，全部復制到 RAM 中, 這就意味著不能將 RW 設置為 0 x200000,這樣會使得向量被沖掉.四，在 RAM 中運行如果有必要，且代碼足夠小，可以將代碼置于 RAM 中運行，由于 RAM 中本身沒有代碼，就需要將代碼復制到 RAM 中：COPY_BEGINLDR R0,=0 x200000CMP R1,R0 ;BLO COPY_END ;ADR R0,RESETADR R2,COPY_EN

15、DSUB R0,R2,R0ADD R1,R1,R0LDR R3,=|lmage$RO$Limit|3CMP R1,R3LDRLO R4,R2,#4STRLO R4,R1,#4BLO %B3LDR PC,=COPY_ENDCOPY_END程序首先取得 RESET 的連接地址，判斷程序是否時是在 RAM 中運行，方法是與RAM 起始地址比較，如果小于，那么就跳過代碼復制.在復制代碼的時候需要注意，在這段程序結束之前的代碼沒有必要復制，因為這 些代碼都已經執(zhí)行過了，所以，先取得 COPY_END,作為復制起始地址，然后計算其相 對RESET 的偏移然后以 RO 的值加上這個偏移，就是復制目的地的起始

16、地址，然后 開始復制五，開始主程序以上步驟完成，就可以跳轉到 main 運行IMPORT Mai nLDR PC,=Ma inB .六，器件初始化主程序首先要進行器件的初始化，對 S64 而言,應該先初始化 WDT,因為默認情 況下,WDT 是打開的，然后是各設備的時鐘分配，最后應該 remap.以上是必要的啟動步驟，實際應用中可以根據(jù)具體情況添加一些代碼PART3ARM 啟動程序分析字體：小中大|打印發(fā)布：2007-7-17 11:05 作者：網(wǎng)絡轉載來源：網(wǎng)絡查看：4 次ARM 啟動程序分析TIMER1 用來觸發(fā)和 IRQ 中斷代碼在 FLASH 中運行這個例子有一下幾個文件：1. 中斷向

17、量表（ivt.s2. 匯編啟動代碼（init.s3. C 主函數(shù)文件中斷向量表；代碼必須鏈接在地址 0X0。這里提供了 ARM 內核的中斷向量；匯編指令-;- AREAIVTCODE ;新代碼段CODE32 ; ARM 指令IMPORT start ;在這段中沒有定義En try ;定義程序進入點;- LDRPC-=startLDR PC, Un defi ned_AddrLDR PC,_AddrLDR PC, Prefetch_AddrLDR PC, Abort_Addr;在地址 0 x14 用戶應該插入一個標記（校驗和.;此標記讓引導程序決定是否在 Flash 中有有效的用戶代碼，目前大多

18、數(shù) FLASH 編程工具（debuggers and ISP utility;有這個內置的功能，因此用戶不用考慮這個問題.假如開發(fā)工具沒有提供這種 功能，那么這個值必須自己計算，并把計算得到的值寫到地址 0 x14.計算校驗和的細 節(jié)可以參考 LPC2104/5/6 用戶指南的 FLASH 編程章節(jié).DCD .LDR PC, PC, #-)xFFOLDR PC, FIQ_AddrUn defi ned_Addr DCD Undefin ed_Ha ndlerPrefetch_Addr DCD Prefetch_HandlerAbort_Addr DCD Abort_Ha ndlerFIQ_Ad

19、dr DCD FIQ_Ha ndler;-；異常處理JUn defi ned_Ha ndlerB Un defi ned_Ha ndlerB_Ha ndlerPrefetch_Ha ndlerB Prefetch_Ha ndlerAbort_Ha ndlerB Abort_Ha ndlerFIQ_Ha ndlerB FIQ_Ha ndlerEND系統(tǒng)復位后，第一條要執(zhí)行的指令是：LDR PC,=start這條指令將跳轉到匯編的起始代碼（startup 他將中斷使能，為 IRQ 和管理模式設置堆棧;比較重要的中斷向量是 IRQ 中斷.LDR PC, PC, #-）xFFO；這條指令將從中斷向量控

20、制控制器（VIC 中的地址寄存器（OxFFFF F030 導入PC,并執(zhí)行.;所有剩余的向量都有中斷句柄啟動程序匯編代碼；-匚編語;- ARE-asm_code, CODE ;新代碼段CODE32 ; ARM 指令IMPORT _main ; main 在這個程序段中沒有定義EXPORT start ;全局變量;參考 ivt.s 文件start;中斷使能MSR cpsr_c,#0 x13 ;在管理模式時設定堆棧指針 SPLDR SP,=0 x4 設置 IRQ 模式.設置 SP_irq 然后返回管理模式MRS R0, CPSRBIC R1, R0,#0 x1FORR R1, R1,#0 x12M

21、SR cpsr_c, R1 進入中斷模式LDR SP, =0 x4MSR cpsr_c, R0 返回管理模式;跳轉到 c 程序LDR lr, =_mai nMOV pc, lrEND這段代碼在與 ivt.s 鏈接.假如設置堆棧指針失敗將導致數(shù)據(jù)中止異常，因此堆棧 的初始化應該在跳轉到 c mai n（函數(shù)之前。C 代碼Timer1 的寄存器這么配置，當匹配的時候將中斷內核，并且復位。 Timer1 運行在 60MHz.這段代碼在一個評估板上運行，其外部始終使用 10 MHz 晶體,并且內部 PLL 設定好。時鐘操作的具體細節(jié)請參考 LPC2106/5/4 中的相關章節(jié)。中斷服務程 序為空，用戶

22、可以根據(jù)需要添加。在 IRQHandler（函數(shù)中可以點亮一些 LED s 或觸發(fā)一些引腳.rq 關鍵字編譯器用來定義 IRQHandler （函數(shù)作為 IRQ 中斷服務程序C main 函數(shù)在 init.s 文件后執(zhí)行。LDR Ir, =_mai nMOV pc, IrC 代碼如下:*IRQHa ndler(void;void feed(void;void In itialize(void;*#in clude“LPC210 x.h ”函數(shù)定義*/ _irq void頭文件MAIN/*系統(tǒng)初始化*/In itialize(;/*啟動時鐘*/T1_TCR=0 x1;while(1/*In itialize(/*初始化 PLL 10MHzX6=60MHz*/*設置乘除數(shù)值*/PLLCFG=0 x25;feed(;/* 使能 PLL */PLLCON=0 x1;feed(;/*等待 PLL 鎖定設定的頻率*/while(!(PLLSTAT & PLOCK初始化*/ void/*連接 PLL 作為時鐘源*/PLLCON=Ox3;feed（;/*使能存儲器加速模塊 MAM,設定訪問 FLASH 的時鐘*/M