启动代码:所谓的启动代码,就是在启动的时候执行的一段代码,主要任务是初始化处理器模式,设置堆栈,初始化变量等等。由于以上的操作均与处理器架构和系统配置密切相关,所有一般由汇编来编写。启动代码一般分为两部分,一是与ARM7内核相关的部分,包括处理器各异常向量的配置,各处理器模式的堆栈设置,如果有必要,复制向量到RAM,以便remap之后处理器能正确处理异常,初始化数据(RW和ZI),最后跳转到main函数。二是与处理器外设相关的部分,该部分和厂商的联系比较大。虽然都采用的是ARM7的内核,但是不同厂家整合了不同的片上外设,需要不同的初始化,其中比较重要的是初始化WDT,初始化各子系统的时钟,有必要的话,进行remap。这一部分与一般控制器的初始化类似,因此,本文不作详细描述。
片上FLASH起始于0x00100000,共64KB, 片上RAM起始于0x00200000,共16KB。
复位之后,程序从0地址开始执行,此时FLASH被映射到0地址,因此从FLASH上取指并开始执行,显然,此时还是在0x00100000地址,如果使用remap命令,将会把RAM映射到0地址,同样,这时0地址的内容也只是RAM的镜像。
FLASH可以保证在最差情况时以30MHz进行单周期访问,而RAM可以保证在最大速度时的单周期访问。
一.处理器异常
建立异常向量表,由于复位位于0地址,也需要一条跳转指令,具体代码如下:
AREA Start, CODE, READONLY
ENTRY
B Reset_Handler
B Undefined_Handler
B SWI_Handler
B Prefetch_Handler
B Abort_Handler
B Reserved
B IRQ_Handler
B FIQ_Handler
Note: B指令经过汇编之后会替换当前PC值加上一个修正值(+/-),所以这条指令与位置无关,也就是说不管这条指令是在0地址还是0x00100000执行,都能正确的跳转到指定位置。而LDR pc, =???将pc的值直接装载一个标号的值,Note:标号在编译过后被替换为一个与RO相对应的值,也就是说,这条指令无论在哪里执行,都只会跳转到一个指定的位置。(两者差别可以百度)
二.处理器模式
ARM处理器可以工作于多种模式,不同模式有各自的堆栈空间,以下设置各模式及其堆栈。
预定义一些参数:
Mode_USR EQU 0x10
Mode_SYS EQU 0x1F
Mode_SVC EQU 0x13
Mode_ABT EQU 0x17
Mode_UND EQU 0x1B
Mode_IRQ EQU 0x12
Mode_FIQ EQU 0x11
I_Bit EQU 0x80
F_Bit EQU 0x40
T_Bit EQU 0x20
Stack_Limit EQU 0x000FFFF0
FIQ_Stack EQU Stack_Limit
IRQ_Stack EQU FIQ_Stack - 512-12
SVC_Stack EQU IRQ_Stack - 512
SYS_Stack EQU SVC_Stack - 384
LDR r0, #Mode_IRQ:OR:I_Bit:OR:F_Bit
MSR CPSR_c, r0
MOV r13, =IRQ_Stack
…………(初始化各模式的堆栈都一样)
三.初始化变量
编译完成之后,连接器会生成三个基本的段,分别是RO, RW, ZI段。并会在image中顺序放置。显然,RW, ZI在运行开始时并不位于指定的RW位置,因此必须初始化
LDR r0, = |Image$$RO$$Limit|
LDR r1, = |Image$$RW$$Base|
LDR r2, = |Image$$ZI$$Base|
1
CMP r1, r2
LDRLO r3, [r0], #4
STRLO r3, [r1], #4
BLO %B1
MOV r3, #0
LDR r1, =|Image$$ZI$$Limit|
2
CMP r2, r1
STRLO r3, [r2], #4
BLO %B2
四.复制异常向量
由于代码位于RAM运行时,有明显的速度优势,而且变量可以动态分配,因此可以通过remap将RAM映射到0地址,使得出现异常时ARM从RAM中取得向量。
IMPORT |Image
IMPORT |Image
IMPORT |Image
IMPORT |Image
IMPORT |Image
IMPORT |Image
COPY_VECT_TO_RAM
LDR R0,=|Image
LDR R1,=SYSINIT
LDR R2,=0x200000 ; RAM START
0
CMP R0,R1
LDRLO R3,[R0],#4
STRLO R3,[R2],#4
BLO %B0
这段程序将SYSINIT之前的代码,也就是异常处理函数,全部复制到RAM中, 这就意味着不能将RW设置为0x200000,这样会使得向量被冲掉.
四,在RAM中运行
如果有必要,且代码足够小,可以将代码置于RAM中运行,由于RAM中本身没有代码,就需要将代码复制到RAM中:
COPY_BEGIN
LDR R0,=0x200000
LDR R1,=RESET ; =|Image
CMP R1,R0 ;
BLO COPY_END ;
ADR R0,RESET
ADR R2,COPY_END
SUB R0,R2,R0
ADD R1,R1,R0
LDR R3,=|Image
3
CMP R1,R3
LDRLO R4,[R2],#4
STRLO R4,[R1],#4
BLO %B3
LDR PC,=COPY_END
COPY_END
程序首先取得RESET的连接地址,判断程序是否时是在RAM中运行,方法是与RAM起始地址比较,如果小于,那么就跳过代码复制.
在复制代码的时候需要注意,在这段程序结束之前的代码没有必要复制,因为这些代码都已经执行过了,所以,先取得COPY_END,作为复制起始地址,然后计算其相对RESET的偏移,然后以RO的值加上这个偏移,就是复制目的地的起始地址,然后开始复制.
五,开始主程序
以上步骤完成,就可以跳转到main运行
IMPORT Main
LDR PC,=Main
B .
六,器件初始化
主程序首先要进行器件的初始化,一般应该先初始化WDT,因为默认情况下,WDT是打开的,然后是各设备的时钟分配,最后应该remap。