啟動代碼通常都燒寫在flash中,它是系統一上電就執行的一段程序,它運行在任何用戶c代碼之前。上電后,arm處理器處于arm態,運行于管理模式,同時系統所有中斷被禁止,pc到地址0處取指令執行。一個可執行映像文件必須有個入口點,而能放在rom起始處的映像文件的入口地址也必須設置為0。
在匯編語言中,我們已經說過怎樣定義一個程序的入口點,當工程中有多個入口點時,需要在連接器中使用-entry指出程序的入口點。如果用戶創建的程序中,包含了main函數,則與c庫初始化代碼對應的也會有個入口點。
總的來說,啟動代碼主要完成兩方面的工作,一是初始化執行環境,例如中斷向量表、堆棧、i/o等;二是初始化c庫和用戶應用程序。
在第一階段,啟動代碼的人物可以描述為:
(1)建立中斷向量表;(2)初始化存儲器;(3)初始化堆棧寄存器;(4)初始化i/o以及其他必要的設備;(5)根據需要改變處理器的狀態。
建立中斷向量表
初始化代碼必須建立好中斷向量表,以備應用程序后續使用。如果系統的地址0處是rom,則中斷向量表直接是一些跳轉指令就可以了,他們轉到相應的中斷處理函數執行。如果系統的0地址處不是rom,則中斷向量表是通過動態的方式創建的,這主要是通過存儲器映射的方式來實現:即上電后,rom中的地址被映射到地址0,它首先開始執行以便完成環境的初始化,最重要的它會將中斷向量表拷貝到ram中,然后通過地址映射將ram地址映射為0,這樣ram中的中斷向量就可以使用了。
初始化存儲系統
對于有mmu的處理器,需要正確初始化mmu,沒有的只需正確初始化存儲控制器,為每個bank配置正確的參數就可以了。
初始化堆棧指針
初始化代碼必須初始化處理器各個模式下的堆棧指針,所有系統或用戶程序會涉及的處理器模式對應的堆棧指針都應該初始化。通常未定義指令和預取指終止異常對應模式的堆棧指針不需要配置,除非用戶需要使用它們作為調試使用。
初始化堆棧指針
初始化代碼必須初始化處理器各種模式下的堆棧指針,所有系統或用戶程序會涉及的處理器模式對應的堆棧指針都應該被初始化。通常未定義指令和預取指終止異常對應模式的堆棧指針不需要配置,除非用戶需要使用它們作為調試使用。
初始化i/o以及其他必要設備
關鍵的輸入輸出模塊必須在中斷打開之前被配置,例如看門狗,否則它們會在系統啟動后產生復位信號。
改變處理器狀態和模式
啟動代碼運行時,處理器狀態認為管理模式,如果用戶程序需要運行在用戶模式,可以切換轉入用戶模式;所有處理器上電后是處于arm狀態的,如果需要改變處理器狀態,也可以在啟動代碼里切換到thumb態。
在執行環境建立起來后,接下來就是應用程序的初始化,簡單點就是講用戶程序加載到他們相應的運行地址,初始化數據區等,這個階段完成后,才能進入用戶最終的c代碼區域。用戶應用程序的初始化過程包括:將rw段的數據拷貝到他們的運行地址處,同時在rw段后面初始化相應大小的zi段數據,把他們初始化為0,使用了庫函數的程序(工程中有main函數)是在庫函數_main中自動完成這些工作的。
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原文標題:單片機啟動代碼的認識
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