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[導(dǎo)讀]寫的不錯, 應(yīng)該對大家有所幫助: 基于ARM的芯片多數(shù)為復(fù)雜的片上系統(tǒng),這種復(fù)雜系統(tǒng)里的多數(shù)硬件模塊都是可配置的,需要由軟件來設(shè)置其需要的工作狀態(tài)。因此在用戶的應(yīng)用程序之前,需要由專門的一段代碼來完成對系統(tǒng)

寫的不錯, 應(yīng)該對大家有所幫助:

基于ARM的芯片多數(shù)為復(fù)雜的片上系統(tǒng),這種復(fù)雜系統(tǒng)里的多數(shù)硬件模塊都是可配置的,需要由軟件來設(shè)置其需要的工作狀態(tài)。因此在用戶的應(yīng)用程序之前,需要由專門的一段代碼來完成對系統(tǒng)的初始化。由于這類代碼直接面對處理器內(nèi)核和硬件控制器進行編程,一般都是用匯編語言。一般通用的內(nèi)容包括:
中斷向量表
初始化存儲器系統(tǒng)
初始化堆棧
初始化有特殊要求的斷口,設(shè)備
初始化用戶程序執(zhí)行環(huán)境
改變處理器模式
呼叫主應(yīng)用程序
中斷向量表
ARM要求中斷向量表必須放置在從0地址開始,連續(xù)8X4字節(jié)的空間內(nèi)。
每當一個中斷發(fā)生以后,ARM處理器便強制把PC指針置為向量表中對應(yīng)中斷類型的地址值。因為每個中斷只占據(jù)向量表中1個字的存儲空間,只能放置一條ARM指令,使程序跳轉(zhuǎn)到存儲器的其他地方,再執(zhí)行中斷處理。
中斷向量表的程序?qū)崿F(xiàn)通常如下表示:
AREA Boot ,CODE, READONLY
ENTRY
B    ResetHandler
B    UndefHandler
B    SWIHandler
B    PreAbortHandler
B    DataAbortHandler
B
B    IRQHandler
B    FIQHandler
其中關(guān)鍵字ENTRY是指定編譯器保留這段代碼,因為編譯器可能會認為這是一段亢余代碼而加以優(yōu)化。鏈接的時候要確保這段代碼被鏈接在0地址處,并且作為整個程序的入口。
初始化存儲器系統(tǒng)
存儲器類型和時序配置
通常Flash和SRAM同屬于靜態(tài)存儲器類型,可以合用同一個存儲器端口;而DRAM因為有動態(tài)刷新和地址線復(fù)用等特性,通常配有專用的存儲器端口。
存儲器端口的接口時序優(yōu)化是非常重要的,這會影響到整個系統(tǒng)的性能。因為一般系統(tǒng)運行的速度瓶頸都存在于存儲器訪問,所以存儲器訪問時序應(yīng)盡可能的快;而同時又要考慮到由此帶來的穩(wěn)定性問題。
存儲器地址分布
一種典型的情況是啟動ROM的地址重映射。
初始化堆棧
因為ARM有7種執(zhí)行狀態(tài),每一種狀態(tài)的堆棧指針寄存器(SP)都是獨立的。因此,對程序中需要用到的每一種模式都要給SP定義一個堆棧地址。方法是改變狀態(tài)寄存器內(nèi)的狀態(tài)位,使處理器切換到不同的狀態(tài),讓后給SP賦值。注意:不要切換到User模式進行User模式的堆棧設(shè)置,因為進入User模式后就不能再操作CPSR回到別的模式了,可能會對接下去的程序執(zhí)行造成影響。
這是一段堆棧初始化的代碼示例,其中只定義了三種模式的SP指針:
MRS   R0,CPSR
BIC    R0,R0,#MODEMASK  安全起見,屏蔽模式位以外的其他位
ORR   R1,R0,#IRQMODE
MSR   CPSR_cxfs,R1
LDR   SP,=UndefStack

ORR   R1,R0,#FIQMODE
MSR   CPSR_cxsf,R1
LDR   SP,=FIQStack
[!--empirenews.page--]
ORR   R1,R0,#SVCMODE
MSR   CPSR_cxsf,R1
LDR   SP,=SVCStack
初始化有特殊要求的端口,設(shè)備
初始化應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境
映像一開始總是存儲在ROM/Flash里面的,其RO部分即可以在ROM/Flash里面執(zhí)行,也可以轉(zhuǎn)移到速度更快的RAM中執(zhí)行;而RW和ZI這兩部分是必須轉(zhuǎn)移到可寫的RAM里去。所謂應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境的初始化,就是完成必要的從ROM到RAM的數(shù)據(jù)傳輸和內(nèi)容清零。
下面是在ADS下,一種常用存儲器模型的直接實現(xiàn):
LDR    r0,= Image$$RO$$Limit 得到RW數(shù)據(jù)源的起始地址
LDR    r1,= Image$$RW$$Base RW區(qū)在RAM里的執(zhí)行區(qū)起始地址
LDR    r2,= Image$$ZI$$Base   ZI區(qū)在RAM里面的起始地址
CMP    r0,r1                 比較它們是否相等
      BEQ    %F1
0     CMP    r1,r3
      LDRCC  r2,[r0],#4
      STRCC  r2,[r1],#4
      BCC    %B0
1     LDR    r1,= Image$$ZI$$Limit
      MOV   r2,#0
2     CMP    r3,r1
      STRCC  r2,[r3],#4
      BCC    %B2
程序?qū)崿F(xiàn)了RW數(shù)據(jù)的拷貝和ZI區(qū)域的清零功能。其中引用到的4個符號是由鏈接器第一輸出的。
Image$$RO$$Limit :表示RO區(qū)末地址后面的地址,即RW數(shù)據(jù)源的起始地址
Image$$RW$$Base :RW區(qū)在RAM里的執(zhí)行區(qū)起始地址,也就是編譯器選項RW_Base指定的地址
Image$$ZI$$Base :ZI區(qū)在RAM里面的起始地址
Image$$ZI$$Limit :ZI區(qū)在RAM里面的結(jié)束地址后面的一個地址
程序先把ROM里 Image$$RO$$Limt 開始的RW初始數(shù)據(jù)拷貝到RAM里面 Image$$RW$$Base 開始的地址,當RAM這邊的目標地址到達 Image$$ZI$$Base 后就表示RW區(qū)的結(jié)束和ZI區(qū)的開始,接下去就對這片ZI區(qū)進行清零操作,直到遇到結(jié)束地址 Image$$ZI$$Limit
改變處理器模式
因為在初始化過程中,許多操作需要在特權(quán)模式下才能進行(比如對CPSR的修改),所以要特別注意不能過早的進入用戶模式。
內(nèi)核級的中斷使能也可以考慮在這一步進行。如果系統(tǒng)中另外存在一個專門的中斷控制器,這么做總是安全的。
呼叫主應(yīng)用程序
當所有的系統(tǒng)初始化工作完成之后,就需要把程序流程轉(zhuǎn)入主應(yīng)用程序。最簡單的一種情況是:
IMPORT main

B      main
直接從啟動代碼跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序的主函數(shù)入口,當然主函數(shù)名字可以由用戶隨便定義。
ARM ADS環(huán)境中,還另外提供了一套系統(tǒng)級的呼叫機制。
IMPORT __main

B     __main
__main()是編譯系統(tǒng)提供的一個函數(shù),負責(zé)完成庫函數(shù)的初始化和初始化應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境,最后自動跳轉(zhuǎn)到main()函數(shù)。

 

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