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2013年(7)

2012年(14)

我的朋友

分类: 嵌入式

2013-04-03 13:13:41

忽然想自己了解下ARM启动代码是怎么回事,上网搜索了下,找到了几篇好文章,选择其中的几篇,贴出来给大家分享。
原文地址ttp://blog.21ic.com/user1/3077/archives/2006/22561.html
/**********************************************************************************************
*File:                  startup.s
*Author:         Embest w.h.xie         2005.02.21
*Desc:         lpc22xx\lpc212x\lpc211x\lpc210x startup code
*History:  
* note modify: cui jian jie            2006-4-25
*comment:
**********************************************************************************************/
# 处理器的七种工作方式的常量定义
.EQU         Mode_USR,            0x10                   #用户模式
.EQU         Mode_FIQ,             0x11                   #FIQ模式
.EQU         Mode_IRQ,             0x12                   #IRQ模式
.EQU         Mode_SVC,            0x13                   #超级用户模式
.EQU         Mode_ABT,             0x17                   #终止模式
.EQU         Mode_UND,            0x1B                            #未定义模式
.EQU         Mode_SYS,             0x1F          #系统模式
 
# 中断屏蔽位
.EQU         I_Bit,              0x80                   //IRQ中断控制位,当被置位时,IRQ中断被禁止
.EQU         F_Bit,             0x40                   //FIQ中断控制位,当被置位时,FIQ中断被禁止
 
# 状态屏蔽位
.EQU         T_bit,             0x20          //T位,置位时在Thumb模式下运行,清零时在ARM下运行
 
# 定义程序入口点
.globl _start
                .code 32
 
                .TEXT
               
_start:
 
# 中断向量表
 
Vectors:
                LDR     PC, Reset_Addr         //把Reset_Addr地址处的内容放入PC中
                              LDR     PC, Undef_Addr
                LDR     PC, SWI_Addr
                LDR     PC, PAbt_Addr
                LDR     PC, DAbt_Addr
                .long   0xb9205f80          @ keep interrupt vectors sum is 0
                LDR     PC, [PC, #-0xff0]               //当前PC值减去0xFF0等于IRQ中断入口地址
                LDR     PC, FIQ_Addr
#地址表
Reset_Addr:                                                             #该地址标号存放Reset_Handler程序段的入口地址
      .long     Reset_Handler
Undef_Addr:                                                             #该地址标号存放Undef_Handler程序段的入口地址
      .long     Undef_Handler
SWI_Addr:                                                                 #该地址标号存放SWI_Handler程序段的入口地址
      .long     SWI_Handler
PAbt_Addr:                                                                #该地址标号存放PAbt_Handler程序段的入口地址
      .long     PAbt_Handler
DAbt_Addr:
      .long     DAbt_Handler
      .long     0
IRQ_Addr:                                                                 #地址标号处存放一个无效的数据
      .long     0
FIQ_Addr:                                                                  #该地址标号存放FIQ_Handler程序段的入口地址
      .long     FIQ_Handler
 
 
Undef_Handler:
      B         Undef_Handler
PAbt_Handler:
      B         PAbt_Handler
DAbt_Handler:
B         DAbt_Handler
#软中断的中断服务子程序入口地址
SWI_Handler:                                                          
                STMFD   sp!, {r0-r3, r12, lr}           //入栈,现场数据保护
                MOV     r1, sp                                     //把堆栈指针SP存入R1中
                MRS     r0, spsr                    //把SPSR值存入R0,SPSR值为产生软中断时的CPSR
                TST     r0, #T_bit                          //判断R0(SPSR)的T位是否为0
                              #SPSR的T位不为0,工作在Thumb模式下
                LDRNEH  r0, [lr,#-2]                          //SPSR的T位不为0,则[lr-2]-〉r0
                BICNE   r0, r0, #0xFF00            // SPSR的T位不为0,清除r0的Bit8~Bit15位
                              # SPSR的T位为0,工作在ARM模式下
                LDREQ   r0, [lr,#-4]                          // SPSR的T位为0,则[lr-4] -〉r0
                BICEQ   r0, r0, #0xFF000000   // SPSR的T位为0,清除r0的Bit24~Bit131位
 
                # R0 is interrupt number             //R0是中断号
                # R1 is stack point                                      //R1是堆栈指针
 
                BL      SWI_Exception          //进入软中断处理程序
                LDMFD   sp!, {r0-r3, r12, pc}^          //出栈,现场数据恢复
 
 
# 快速响应中断的中断服务自程序的入口地址
FIQ_Handler:   
                STMFD     SP!, {R0-R3, LR}                         //入栈的现场保护
#                BL           FIQ_Exception                     //进入FIQ的中断处理程序
                LDMFD     SP!, {R0-R3, LR}                         //出栈,恢复现场
                SUBS       PC, LR, #4                                   //返回到主程序
 
# 复位后程序处理的入口地址
Reset_Handler:
                BL       RemapSRAM         //进行存储器映射的操作
#下面几行代码用来判断当前的工作模式
                MRS      R0, CPSR                          //读CPSR到寄存器R0
                AND      R0, R0, #0x1F                   //R0 = R0 AND 0x1F
                CMP      R0,  #Mode_USR     //比较R0 和 #Mode_USR,二者相减
//如果相等则说明当前处在用户模式下,需要通过产生11号软中断进入系统模式。因为下面的初始化堆栈
//需要在不同的工作模式下切换,而在用户模式下不能直接切换,只有系统模式可以,所以要通过产生11
//号软中断切换到用户模式。
                SWIEQ    #11                                    
 
                BL       InitStack                      //进行堆栈初始化工作
#------------------------------------------------------------------------------
#- 初始化C变量
#------------------------
#- 下表由连接器自动产生
#- RO: 只读=代码区。
#- RW: 可读可写=预先初始化的数据(初始化的全局变量)和预先被清零的数据(未初始化的全局变量)。.
#- ZI: 预先被清零的数据区(未初始化的全局变量)
#- 预先被初始化的数据区定位在代码区之后。
#- 预先被清零的数据区定位在预先被初始化的数据区之后。
#- 注意数据区的位置 :
#- I如果用 ARM SDT, 当链接器选择no -rw-base时, 数据区被映射在代码区之后
#- 你可以把数据区房子内部的SRAM( -rw-base=0x40 or 0x34)中
#- 或者放在外部的SRAM( -rw-base=0x2000000 )中。
#- 注意:为了提高代码的密度,预先被初始化的数据必须尽可能的少。
#------------------------------------------------------------------------------
#该部分程序功能:先判断当前是在RAM中运行还是在FLASH中运行,如果在FLASH中运行,先把FLASH
#中的预先赋值的RW段数据和未赋值的ZI段数据都搬移到RAM区中,再把ZI段数据全部清零;如果程#序就是在RAM中运行,则直接把ZI段数据清零
                .extern       Image_RO_Limit               /* ROM区中数据段的起始地址*/
                .extern       Image_RW_Base          /* RW段起始地址 */          
                .extern       Image_ZI_Base                /* ZI段的起始地址*/             
                .extern       Image_ZI_Limit               /* ZI段的结束地址加1 */                 
 
                ldr         r0, =Image_RO_Limit      /* 取ROM区中数据段的首地址 */
                ldr         r1, =Image_RW_Base  /* 取RAM区中RW段的目标首地址*/
                ldr         r3, =Image_ZI_Base           /*取RAM区中ZI段的首地址 */
                cmp         r0, r1                 /* 比较ROM区中数据段首地址和RAM区中RW段目标首地址 */
                beq         NoRW                                   /*相等代表当前是在RAM中运行*/
LoopRw:        cmp         r1, r3                  /*不相等则和RAM区中ZI段的目标地址比较*/
                ldrcc       r2, [r0], #4  /*如果r1
                strcc       r2, [r1], #4  /*如果r1
                bcc         LoopRw   /*如果r1
NoRW:         ldr           r1, =Image_ZI_Limit          /* 取ZI段的结束地址 */
                mov         r2, #0                                /*将r2赋0*/
LoopZI:         cmp         r3, r1                  /* 将ZI段清零*/
                strcc        r2, [r3], #4   /*如果r3
                bcc         LoopZI         /*如果r3
 
                .extern  Main                                        /*声明外部变量*/
                B        Main                                      /*t跳转到用户的主程序入口*/

# 为每一种模式建立堆栈,ARM堆栈指针向下生长
InitStack:
                                     MOV     R1, LR                                  //把该子程序返回地址保留在R1中
 
                                     LDR     R0, =Top_Stack                            //取栈定地址到R0中
#进入未定义模式,并禁止FIQ中断和IRQ中断
                                     MSR     CPSR_c, #Mode_UND|I_Bit|F_Bit
#设置未定义模式下堆栈的栈顶指针
                                     MOV     SP, R0                                  
                                     SUB     R0, R0, #UND_Stack_Size       #未定义模式下堆栈深度
 
#进入终止模式,并禁止禁止FIQ中断和IRQ中断
                                     MSR     CPSR_c, #Mode_ABT|I_Bit|F_Bit
#紧接着未定义模式下的堆栈,设置终止模式下栈顶指针
                                     MOV     SP, R0                                  
                                     SUB     R0, R0, #ABT_Stack_Size                   #终止模式下堆栈深度
 
#进入FIQ模式,并禁止FIQ中断和IRQ中断
                                     MSR     CPSR_c, #Mode_FIQ|I_Bit|F_Bit
#紧接着终止模式下的堆栈,设置下FIQ模式下栈顶指针
                                     MOV     SP, R0
                                     SUB     R0, R0, #FIQ_Stack_Size                   #FIQ模式下的堆栈深度
 
#进入IRQ模式,并禁止FIQ中断和IRQ中断
                                     MSR     CPSR_c, #Mode_IRQ|I_Bit|F_Bit
#紧接着FIQ模式下的堆栈,设置IRQ模式下的栈顶指针
                                     MOV     SP, R0
                                     SUB     R0, R0, #IRQ_Stack_Size                   #IRQ模式下的堆栈深度
 
#进入超级用户模式,并禁止FIQ中断和IRQ中断
                                     MSR     CPSR_c, #Mode_SVC|I_Bit|F_Bit
#紧接着IRQ模式下的堆栈,设置超级用户下的栈顶指针
                                     MOV     SP, R0
                                     SUB     R0, R0, #SVC_Stack_Size                #超级用户下的堆栈深度
 
#设置进入用户模式
                                     MSR     CPSR_c, #Mode_USR
#紧接着超级用户模式下的堆栈,设置用户模式下的栈顶指针,剩余的空间都开辟为堆栈
                                     MOV     SP, R0
 
                                     MOV     PC, R1                                  #堆栈初始化子程序返回
# 重映射SRAM区
RemapSRAM:
               
                MOV    R0, #0x40000000            //RAM区首地址
                LDR    R1, =Vectors                     //向量表首地址
#下面一段程序是把从0x00000000开始的64个字节(FLASH中的中断向量表和地址表)搬移到以
#0x40000000为首地址的RAM区中
                LDMIA  R1!, {R2-R9}             //把以[R1]为首地址的32个字节数据装载到R2-R9中
                STMIA  R0!, {R2-R9}             //把R2-R9中的数据存入以[R0]为首地址的单元中
                LDMIA  R1!, {R2-R9}             //把以[R1]为首地址的32个字节数据装载到R2-R9中
                STMIA  R0!, {R2-R9}             ////把R2-R9中的数据存入以[R0]为首地址的单元中
#下面几行代码设置存储器映射控制寄存器
                LDR    R0, =MEMMAP         //取MEMMAP地址到R0
                MOV    R1, #0x02                
                STR    R1, [R0] //给MEMMAP赋值为0x02,设置中断向量从RAM区从新映射
               
                mov    pc,  lr                    //跳转到主程序
 
#下面一段程序代码是进入软中断来切换系统的工作模式,当希望从一种模式切换入另一种模式时,可以通
#过调用下面对应标号的程序段进入软中断。在软中断处理程序中会根据所给定的中断号处理,执行SWI #num后软中断号被存入R0中。
.globl   disable_IRQ
.globl   restore_IRQ
.globl   ToSys
.globl   ToUser
 
# 禁止IRQ
 
disable_IRQ:  
               STMFD   SP!, {LR}                                       //把LR值压入堆栈
               swi     #0                                                               //产生0号软中断, 0 -〉R0
               LDMFD   SP!, {pc}                                        //恢复PC值,返回
 
# 恢复IRQ
 
restore_IRQ:
               STMFD   SP!, {LR}                                       //把LR值压入堆栈
               swi     #1                                                               //产生1号软中断,1 –〉R0
               LDMFD   SP!, {pc}                                        //恢复PC值,返回
 
#进入系统工作模式
 
ToSys:
               STMFD   SP!, {LR}                                       //把LR值压入堆栈
               swi     #11                                                             //产生11号软中断,11 –〉R0
               LDMFD   SP!, {pc}                                        //恢复PC值,返回
 
# 进入用户工作模式
 
ToUser:
               STMFD   SP!, {LR}                                       //把LR值压入堆栈
               swi     #12                                                             //产生12号软中断,11 –〉R0
               LDMFD   SP!, {pc}                                        //恢复PC值,返回

# 软中断处理代码
 
SWI_Exception:
               STMFD   SP!, {R2-R3,LR}                //把R2,R3,LR值入栈
#0号软中断的处理程序
CMP     R0,  #0                                     //将R0和0比较
               //以下4行带EQ条件的代码均为当R0为0时应该执行的语句
               MRSEQ   R2,  SPSR                          //把SPSR读入到R2中
               STREQ   R2,  [R1]                     /把R2的值存入到[R1]中
               ORREQ   R2,  R2, #0x80                   //把R2的Bit7位置1
               MSREQ   SPSR_c, R2                        //把R2的值写入到SPSR_c中,即禁止IRQ
               #1号软中断的处理程序
               CMP     R0,  #1                                //比较R0值和1
               LDREQ   R2,  [R1]                     //相等则把[R1]中的数据存入R2中
               MSREQ   SPSR_c, R2           //相等把R2的值写入到SPSR_c中,恢复IRQ
              
                            #11号软中断的处理程序
               CMP     R0,  #11                     //比较R0的值和11
               MRSEQ   R2,  SPSR                          //相等则把SPSR的值转存入到R2中
               BICEQ   R2,  R2, #0x1F                   //相等则把R2的Bit0~Bit4全部清零
               ORREQ   R2,  R2, #Mode_SYS         //相等则把R2与#Mode_SYS相与再存入R2
               MSREQ   SPSR_c, R2                //相等则把R2的值存入SPSR_c中,即进入系统模式
               #12号软中断的处理程序
               CMP     R0,  #12                     //比较R0的值和12
               MRSEQ   R2,  SPSR                          //相等则把SPSR的值存入R2
               BICEQ   R2,  R2, #0x1F                   //相等则把R2的Bit0~Bit4清零
               ORREQ   R2,  R2, #Mode_USR          //相等则把R2与#Mode_USR相与再存入R2中
               MSREQ   SPSR_c, R2           //相等则把R2存入SPSR_c,即进入用户模式
                             
LDMFD   SP!, {R2-R3,PC}                //恢复R2、R3、PC值,返回
 
 
   .END                                                                             //汇编代码段结束
 
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