ARM體系結(jié)構(gòu)與編程：第6章 bootload啟動代碼分析

1、第6章 bootload啟動代碼分析目標學員：嵌入式初級開發(fā)者課程時長：2學時，90分鐘 ARM微處理器指令系統(tǒng)本章目錄132匯編基礎(chǔ) 啟動代碼功能模塊分解 bootload實驗部分 課程目標掌握bootload啟動的過程 ；通過實驗加深對啟動代碼功能模塊的 理解 ；重點難點 Bootload整體框架 Bootload各功能模塊的理解課程目錄132匯編基礎(chǔ)啟動代碼功能模塊分解bootload實驗部分 偽操作 : GET , IMPORT , AERA , ASSERT .匯編基礎(chǔ) 匯編指令 : LDR,MOV,BX, add狀態(tài)寄存器 MRS 訪問指令內(nèi)存訪問指令 str,ldr課程目錄132

2、匯編基礎(chǔ)啟動代碼功能模塊分解 bootload實驗部分 啟動代碼功能模塊分解 S3C2440A啟動程序步驟:屏蔽所有中斷，關(guān)看門狗。根據(jù)工作頻率設(shè)置PLL寄存器初始化存儲控制相關(guān)寄存器初始化各模式下的棧指針設(shè)置缺省中斷處理函數(shù)將數(shù)據(jù)段拷貝到RAM中，將零初始化數(shù)據(jù)段清零跳轉(zhuǎn)到C語言Main入口函數(shù)中程序的入口地址 初始化程序中必須指明入口地址，因為處理器復(fù)位（仿真時，裝載image）后PC 要找到入口開始執(zhí)行代碼，當各種異常或是中斷產(chǎn)生的時候也要找到各個異常的入口開始執(zhí)行代碼。 AREA Init,CODE,READONLY ； 這表明下面的是一個名為Init 的代碼段ENTRY ；定義程序的

3、入口(調(diào)試用), ENTRY 只是定義一個普 通的入口點，ASSERT :DEF:ENDIAN_CHANGE ; 判斷是否已經(jīng)定義了ENDIAN_CHANGE 看門狗及中斷的禁止 上電和復(fù)位后，程序開始從位于0 x0 執(zhí)行b ResetHandler 程序跳轉(zhuǎn)到這里執(zhí)行，將看門狗，中斷之類的程序關(guān)掉， ResetHandler;啟動代碼之關(guān)看門狗，關(guān)中斷，初始化并配置時鐘，ldrr0,=WTCON ;watch dog disableldrr1,=0 x0strr1,r0ldrr0,=INTMSKldrr1,=0 xffffffff ;all interrupt disablestrr1,r0

4、系統(tǒng)時鐘初始化 設(shè)置pll 鎖定時間 ldr r0,=LOCKTIME ；設(shè)置pll 鎖定時間ldr r1,=0 xffffffff ；將0 xffffffff 賦值給r1str r1,r0 ；將r1 寄存器的值保存到r0 指向的內(nèi)存中設(shè)置UPLL 的輸出頻率 ldrr0,=MPLLCONldrr1,=(M_MDIV12)+(M_PDIV4)+M_SDIV) ;Fin=16.9344MHzstrr1,r0設(shè)置MPLL 的分頻系數(shù) (設(shè)置主時鐘鎖相環(huán)寄存器 )ldr r0,=MPLLCON ；設(shè)置主時鐘鎖相環(huán)寄存器ldr r1,=(M_MDIV12)+(M_PDIV4)+M_SDIV) ；設(shè)置M

5、PLL 的分頻系數(shù)str r1,r0初始化內(nèi)存控制器 初始化內(nèi)存控制器其實就是對S3C2440 的memory bank 進行設(shè)置，使其擴展的存儲器或外部設(shè)備能夠被處理器通過內(nèi)存控制器正確讀寫。 使其C語言變量等的用戶數(shù)據(jù)，各種模式的堆棧，中斷向量表 在內(nèi)存的使用adrlr0, SMRDATA ldrr1,=BWSCON ;r1中存放BWSCON地址ldrr3, r0, #4strr3, r1, #4系統(tǒng)堆棧的初始化 ARM 有7 種模式，用戶模式，快速中斷模式，中斷模式，管理模式，中止模式，未定義模式和系統(tǒng)模式。系統(tǒng)堆棧的初始化主要是給各個處理器模式分配堆棧空間。 orrr1,r0,#IRQ

6、MODE|NOINT;中斷模式msrcpsr_cxsf,r1;IRQModeldrsp,=IRQStack; IRQStack=0 x33FF_7000 初始化方式：堆棧初始化的順序決定系統(tǒng)最后運行在哪種處理器模式，最后初始化哪種模式的堆棧，系統(tǒng)就運行在哪種模式。建立中斷向量表 中斷向量表一般位于啟動代碼的開始部分，它是用戶程序與啟動代碼之間以及啟動代碼的各部分之間聯(lián)系的紐帶。它由一個一個的跳轉(zhuǎn)函數(shù)組成 $HandlerLabel HANDLER $HandleLabel$HandlerLabelsub sp,sp,#4 ；減少sp(用于存放轉(zhuǎn)跳地址)實質(zhì)上是在計算返回地址stmfd sp!,

7、r0 ；SP 先遞減，再將r0 壓棧ldr r0,=$HandleLabel ；將HandleXXX 的標號地址傳給r0ldr r0,r0 ；把HandleXXX 所指向的內(nèi)容(也就是中斷程序的入口)放入r0str r0,sp,#4 ；把中斷服務(wù)程序(ISR)壓入棧.ldmfd sp!,r0,pc ；用出棧的方式恢復(fù)r0 的原值和為pc 設(shè)定新值(完成了到ISR 的轉(zhuǎn)跳) 向量表的作用：當系統(tǒng)發(fā)生異常時，ARM 處理器會通過硬件機制強制將PC 指針指向中斷向量表中對應(yīng)的異常跳轉(zhuǎn)函數(shù)存儲的地址，然后程序會跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序去執(zhí)行。跳轉(zhuǎn)到C入口 ; 跳轉(zhuǎn)到C語言中的main函數(shù)call_C_

8、main ; LDR R0, =_main IMPORT main BL main課程目錄132匯編基礎(chǔ)啟動代碼功能模塊分解 bootload實驗部分 bootload實驗部分 步驟一：為bootload建立工程，加入文件Option.inc 2440addr.inc Memcfg.inc s3c2440.s main.c 2440slib.s并配置、編譯，生成axf文件。步驟二：點擊Step單步運行，觀察Registers窗口的Current寄存器和相應(yīng)的Memory單元發(fā)生了什么變化，分析變化的原因。步驟三： debug調(diào)試，注意在菜單欄Debug中選項Memory Map如圖做相關(guān)的內(nèi)存可讀寫映射.否則在程序調(diào)試的過程中會遇到地址訪問的可讀寫權(quán)限的錯誤 本章小節(jié)本章主要的工作就是對啟動代碼的解讀，以期望在理解ARM 硬件的基礎(chǔ)上，對ARM的工作模式以及運行的狀況有一個深入的理解。幾乎每個 S3C2440 的應(yīng)用工程都包含啟動代碼，通常是在2440init.s 匯編文件中，特殊功能寄存器定義在2440addr.s,memory bank 配置在mencfg.s，還有系統(tǒng)的選項等在option.s文件中。244