ARM菜鸟成长记--连载中(2)

    

刚才说的是，为啥要REMAP，接下来说怎么REMAP。开始的时候我就不清楚，都说REMAP，那怎么才能完成REMAP呢？都是手册看得少呀，其实上面说的已经很清楚了，我们用的at91sam9260更是简单，有专门的寄存器可以配置，MATRIX_MRCR—Master Remap Control Register，向这个寄存器相应位写1就可以了。网上还看到Samsung的某些ARM可以通过编程相应Bank寄存器改变其起始地址，来实现REMAP。

     下面以我们的 at91sam9260的板子为例详细说说我对at91sam9260 REMAP的理解，开始Flash没有任何程序，当然也没有REMAP，此时将 BMS接高，然后上电，此时的0X0地址处位于片内的ROM，由于ROM内好像固化了引导程序，所以此时串口会输出“Rom Boot…>”字样。而内部的SRAM0的起始地址还是在0x20 0000处，而片外Norflash起始地址是0x1000 0000处。然后我们利用h-flasher 或J-Flash将生成的Bin文件下载到Norflash内，即起始地址为0x1000 0000处。然后将BMS接低，此时Norflash被映射在 0X0地址处，即此时Norflash的起始地址为0X0，(你可能要问那ROM的地址现在在哪儿呢？我也不知道，因为Norflash的地址范围是 0X0~0X1F FFFF，而ROM的起始地址默认是0X10 0000，恰好在Norflash的范围内，所以此时ROM哪儿去了？)此时上电，因为 0X0地址处即Norflash起始地址有八个合法的中断向量，程序会从Norflash启动，接着执行启动代码，初始化SMC、PMC，然后Copy中断向量表到内部SRAM0，然后，将MATRIX_MRCR寄存器相应位置1，实现REMAP，此时，Norflash的起始地址又变回 0X1000 0000，而内部的SRAM0的起始地址又变回0x0了，系统如果发生异常，将从地址0X0处即内部SRAM0取中断向量，而内部SRAM 的访问速度显然高于外部的Norflash，所以提高程序性能。这是我对at91sam9260 REMAP的理解，欢迎讨论指教。

2、Bootloader：

     说实话，这个概念到现在也不是很明白。可能对于裸奔的系统来说，Bootloader这个概念本身就比较模糊吧，望文生义的话，Boot，靴子，Load，穿上靴子走路才比较舒服(这个比喻好像比较烂喔)，对于ARM来说，初始化好，并将向量表以及数据什么的拷贝到RAM，运行起来才顺畅。就是传说中的引导装载。所以我理解的Bootloader就是完成ARM的初始化、建立中断向量表并映射到RAM中、将数据段和必要的代码段拷贝到RAM、完成 REMAP、跳转到Main，这一系列过程。说白了就是启动代码干的活。这个理解我自己都感觉很牵强，还请大家多多指点。

3、Flashloader：
     这个概念更是模糊，总感觉跟Bootloader差不多，只不过Flashloader可以实现对Flash的读写、擦除等操作，并与调试软件配合实现将程序下载到Flash中。IAR中有一个选项：Use Flashloader，不过好像一般都是针对片内Flash的，我们的板子是外扩的 Norflash，好像就没有用到这个东东。

接下来准备说说基于KEIL MDK下的启动代码的理解。

当Norflash被映射在0X0地址处时，此时Norflash的起始地址为0X0，那ROM的地址现在在哪儿呢？因为Norflash的地址范围是 0X0~0X1F FFFF，而ROM的起始地址默认是0X10 0000，恰好在Norflash的范围内，所以此时ROM哪儿去了？

该死的启动代码

提起启动代码，我就嗷嗷郁闷，IAR下的程序都死在了这里，Keil中出现的问题很多都是通过对启动代码的修修补补才解决的，一句话：成也启动代码，败也启动代码。

启动代码应该是刚接触ARM的新手必须面对而又很头痛的问题吧，刚开始我也很纳闷，为什么搞个这玩意，学51的时候咋就没见过呢。而且还都是汇编写的，俺的汇编还停留在“MOV”阶段，其他的不是很懂，没办法，谁让汇编的效率高呢。提到启动代码还不得不老生常谈一下其中要完成的任务：

1、建立异常中断向量表，ARM从0X0开始给每个异常中断分配4个字节的空间，一般存放一个跳转指令(B)或PC的装载指令(LDR PC,X_Vector)，当发生异常时，ARM从此处取得相应异常中断处理程序入口地址，再跳转执行；
2、ARM都是高速处理器，而在高速下启动很可能会不稳定，所以在启动代码从慢时钟开始运行，在适当的位置，从32.768K切换到高速运行；
3、ARM一般带有片外存储器，Flash、SDRAM等，这些存储器都需要初始化才能使用，这都是在启动代码中完成，但是Norflash的初始化要在时钟初始化之前；
4、ARM有不同的模式，每种模式都需要相应的堆栈；
5、Copy异常中断向量表到RAM，并实现REMAP，具体请参照上一节；
6、Copy可执行映像的数据段到RAM，并将ZI区清零。这个一般都是由编译器完成的，IAR下是?main来实现，Keil中由__main实现。
现在启动代码可以看懂一些，不过自己写启动代码还是很遥远的事情。如果开始对启动代码很抵触，可以考虑使用Keil，因为Keil由启动代码的图形化配置，直接点击鼠标操作就可以实现自己的启动代码。下面结合我们at91sam9260的板子，说说Keil中的启动代码。

打开Keil生成的SAM9260.S，点击左下角的“Configuration Wizard”进入图形化配置向导，根据你的需要选择参数，全部选择完毕后，再点击"Text Editor"，将会看到生成的启动代码。
我靠，不是吧，将近2000行，开始你可能会很泄气，但仔细一看，前面不都是些宏定义嘛，跟图形化配置向导一一对应的，只有从1200多行的这一句开始的才是真正的启动代码部分。
;----------------------- CODE --------------------------------------------------

                 PRESERVE8
开始是8个PC装载指令，注意第六个向量，即地址0X14处，存放可执行映像的大小，||Image$$ER_ROM1$$RO$$Length||+||Image$$RW_RAM1$$RW$$Length||
。
接下来是SMC、PMC的初始化，我们的板子外扩了Norflash，如果在未初始化Norflash前，切换到快时钟，系统起不来，所以应该先初始化 SMC，再初始化PMC，而Keil自带的启动代码中默认PMC在前，怎么办，可以将前面PMC的宏定义部分和初始化部分剪切，然后分别粘贴在SMC宏定义部分和初始化部分的后面，然后再看“Configuration Wizard”中，PMC自动放到了SMC的后面了。
接下来是关闭看门狗(默认是打开的)，拷贝异常中断表到RAM中，然后REMAP，建立缓存，建立各个模式的堆栈指针。
最后进入__main进行数据段和代码段的拷贝以及初始化Ｃ语言库函数，然后跳转到main执行。

Keil中有详细的注释，理解起来应该不是很难，具体的语句无需明白，知道个大致意思就行了。无非是将某个外设的基地址装载(LDR)到一个寄存器R0，将要向这个外设的某个寄存器赋的值装载到另一个寄存器R1，然后加载(STR)。一般的模式就是这样：
LDR    R0，=Periphral_BASE      ;某外设的基地址
LDR    R1，=0XFFFF0000          ;向寄存器要赋的值
STR     R1，[R0,#Periphral_Register_OFS] ;向外设Peripheral基地址偏移OFS的寄存器Register赋值0xFFFF0000

Keil的启动代码部分有两个注意的地方：
1、启动代码中有很多IF语句，如：IF       :DEF:RAM_INTVEC。这就可以通过在Options/Asm对话框中的Define中填入 RAM_INTVEC就可以实现中断向量从Flash到RAM的拷贝。同理，还有IF       :DEF:REMAP等等；
2、带有Keil特色的MICROLIB，通过在Options/Target中选择“Used MICROLIB”，比不使用微库相比生成的代码较小。不过除此之外，应该还有其他的关系，因为我们的程序如果选择不使用微库的话，就执行不成功。对于微库只有这些很片面的理解，还请老手指教。

总而言之，Keil中的启动代码还是比较好理解的，而且借助图形化配置向导，可以更快的上手，以实现自己的启动代码。

下面要说说Keil下，怎样实现程序在片外Norflash运行、片外SRAM调试、片外SRAM运行。