关于ARM loader的一些心得Word格式文档下载.docx

1、变量的初始化.变量的初始化是个什么样的概念呢?举个简单的例子,如果你程序里有个变量这样定义（这是不可能避免的吧）:uchar i=5;main（）就是说,i这个变量,初始值是5,具体反映到硬件上面,就是说,i这个变量所对应的内存单元,它在相应程序要执行之前,这个内存单元里保存的数值应该是5.否则,这个内存单元保存的是上电时硬件随机产生的不确定数值.自己来做变量初始化的工作,其实不是必要的,而仅仅是当使用的编译器是ADS,才是必要的.如果使用的是其他编译器,有可能不用做这步.譬如Keil的编译器在链接成最终代码时,会自动添加一段变量初始化的代码,而GCC编译器记得也是这样.现在用的编译器是ADS

2、。因此,很遗憾,loader又得复杂一点点了,新的列表如下:3.在内存里建立异常中断向量表,并在loader实现查表功能4.初始化变量这四步做完,确实可以一马平川了,但如果你想独步天下,还需要做得更好.作为一个编程人员,通常都是完美主义者,偏执狂,所追求的是无止境的效率和自由,我想很少有人会拒绝耍一些提高程序效率的手段吧?于是下面可以再多了一个步骤,但这个功能对KS8695来说其实不是必需的（因为KS8695用的是NOR flash，允许单字节随机访问，代码可以在NOR flash里执行，但对于别的ARM芯片，如果用的是NAND flash，由于不支持单字节读以及随机地址访问，则必须把代码拷贝

3、到RAM里，从RAM里执行）,只是让我们的代码跑得更快.这个功能是:把代码在放在RAM里执行.对于51核这些微控制器（题外话,广义嵌入式有两种,一种是MCU,Micro control unit,叫微控制器,特点是运算速度比较慢,偏重于对运算速度要求不高而用于逻辑控制的场合,另外的就是MPU,Micro process unit,叫微处理器,特点是处理数据能力非常强,专用于对数据处理要求较高的场合）来说,由于它的应用场合往往对速度要求不高,因此,并没有设计成代码可以在RAM执行的结构,也就是说,对标准的51核来说,它的代码全部都是存放在ROM里,每个指令要执行时,先从ROM里取指（读取指令）,

4、然后解释执行.而ARM是微处理器,往往用于数据处理场合,对程序效率要求很敏感,因此ARM核都设计成可以从ROM里读取指令运行也可以从RAM里读取指令运行的结构,它的PC指针如果指向的地址是ROM范围内的地址,那么读取的指令就是ROM里的指令,如果指向的是RAM范围,那么读取的指令就是存放在RAM里的.众所周知,RAM的读取速度比FLASH快很多。KS8695包括很多ARM核的MPU,他们的中断入口都是放在前端靠近0地址的地方,而中断处理往往是非常频繁的,这里的代码被访问率非常高,因此,如果能把中断处理甚至整个执行程序的代码都拷贝到RAM里并在RAM里执行，无疑会大大提高代码的执行效率.在通常的

5、loader设计里，强烈建议至少把中断向量表相关拷贝到内存里，然后使用MMU或其他类型的映射功能，把内存里的中断向量表映射到0地址开头的地址。ARM里要完成这项工作通常有两个步骤:第一,把ROM里的代码拷贝到RAM里去,第二,把PC指针指向RAM里的相应地址,让代码从RAM里读取执行.第一步几乎所有的ARM loader都差不多,但读取的是nor flash还是nand flash，还是有分别的,如果存放代码的是NOR FLASH,可以以字节为单位拷贝代码放到RAM里,如果是nand flash,就要按flash的参数,以block为单位读取放到ram里去.而对于第二步,在上述做完拷贝后，直接

6、把PC置成RAM里存放执行代码的所在地址就OK了。最后步骤归纳如下：5.拷贝代码到RAM里，让代码在RAM里执行下面是loader的代码，已经包括了上面提到的步骤，另外还掺加了一些额外的硬件初始化步骤，注释已经够详细，不想再多说：;*Entry: 0x0000,0000*INCLUDE mem.incINCLUDE casia.incIMPORT MainIMPORT |Image$RO$Base| ;/* RO代码段起始地址 */IMPORT |Image$RO$Limit| ;/* RO 代码段结束地址 */IMPORT |Image$RW$Base| ;/* RW代码段起始地址 */IM

7、PORT |Image$RW$Limit| ;/* RW 代码段结束地址 */IMPORT |Image$ZI$Base| ;/* ZI 代码段起始地址 */IMPORT |Image$ZI$Limit| ;/* ZI 代码段结束地址 */关于各种模式处理的宏定义，因为进入各种模式时必须保存原现场（pc值及会被影响的寄存器），这保护工作对于所有模式都是一样的代码，因此用一宏定义代替。 MACRO$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel$HandlerLabelsub sp,sp,#4 ;decrement sp（to store jump address）stmfd

8、 sp!,r0 ;PUSH the work register to stack（lr does not push because it return to original address）ldr r0,=$HandleLabel;load the address of HandleXXX to r0ldr r0,r0 ;load the contents（service routine start address） of HandleXXXstr r0,sp,#4 ;store the contents（ISR） of HandleXXX to stackldmfd sp!,r0,pc ;

9、POP the work register and pc（jump to ISR）MENDAREA Init,CODE,READONLYENTRYImage$RO$Base DCD |Image$RO$Base|Image$RO$Limit DCD |Image$RO$Limit|Image$RW$Base DCD |Image$RW$Base|Image$RW$Limit DCD |Image$RW$Limit|Image$ZI$Base DCD |Image$ZI$Base|Image$ZI$Limit DCD |Image$ZI$Limit|= ENTRY 0地址开始的执行代码，应该是各

10、种模式的跳转代码，包括中断跳转b ResetHandlerb HandlerUndef ;handler for Undefined modeb HandlerSWI ;handler for SWI interruptb HandlerPabort ;handler for PAbortb HandlerDabort ;handler for DAbortb . ;reservedb HandlerIRQ ;handler for IRQ interruptb HandlerFIQ ;handler for FIQ interruptHandlerFIQ HANDLER HandleFIQ

11、;这里的HANDLER为前面的MICRO宏定义HandlerIRQ HANDLER HandleIRQHandlerUndef HANDLER HandleUndefHandlerSWI HANDLER HandleSWIHandlerDabort HANDLER HandleDabortHandlerPabort HANDLER HandlePabort 中断向量表查表程序，下面的中断服务里会调用到。ARM922T核的不是向量中断，也无法设置成向量中断模式，只能自己建立中断向量表，自己处理中断跳转IsrIRQ reserved for PC,r8-r9 ldr r9,=REG_IRQ_PEN

12、D_PRIORITYldr r9,r9 ;读取优先级最高的中断标志，看现在最需要处理的中断是哪个ldr r8,=REG_INT_STATUS ;ldr r8,r8 ;读取所有的中断标志and r9,r8,r9 ;相与，结果存放在r9ldr r8,=HandleCCR ;最开始的中断服务程序入口存放变量，其他的中断服务程序入口存放变量都是以这个为开始递增的isrloop ;通过中断标志，计算该中断的服务程序入口cmp r9,#0beq isrquit ;如果为零表示中断已经撤销，退出cmp r9,#1 ;是否为1beq isrcontinue ;是1则退出循环右移mov r9,r9,lsr #1

13、 ;r9右移1add r8,r8,#4 ;r8+4，每个中断服务程序入口地址占4个字节，因此每次要递增4个b isrloopisrcontinue获取相应的中断程序入口地址str r8,sp,#8,r8-r9,pc ;把中断程序入口地址置入pc，程序跳入对应的中断服务程序isrquit,r8-r9 ;恢复r8跟r9add sp,sp,#4 ;恢复sp指针subs pc,r14,#4 ;读取原先的pc值（保存在此模式下的r14）并返回，包括返回原先模式，这里必须要用subs指令，否则不能返回原工作模式ResetHandler第一步，最初的初始化程序开始，首先应该是关中断，关看门狗，因为看门狗跟中

14、断在现阶段会给你带来不可预知的错误，完全没必要打开特别留意的是，某些ARM核默认是开看门狗的，下面提到的上电后默认情况仅指KS8695这个CPUks8695的所有系统寄存器，都是位于0x03ffxxxx地址LDR R1,=0x3ffe408 ;关闭看门狗，默认已经关闭，可不做此步LDR R0,=0xffffff00STR R0,R1LDR R1,=0x3ffe200 ;定义中断模式，所有中断为IRQ中断，非FIQ类型，上电后默认为全IRQ，可不做此步LDR R0,=0x00000000LDR R1,=0x3ffe204 ;禁止所有中断，免得中断对初始化工作造成影响，此步不做也行，默认上电后是禁

15、止所有中断的LDR R1,=0x3ff4000;LDR R0,=0xD7F20008LDR R1,=0x3ff4008;LDR R0,=0x0第二步初始化，先把flash映射到00x001fffff，初始化SDRAM，把SDRAM映射到0x02000000到0x027fffffks8695上电后默认仅有flash地址，无SDRAM，也没有给SDRAM分配地址，因此必须得初始化SDRAM并映射好，否则就没有RAM用映射时映射的地址别覆盖掉系统寄存器区，也就是0x03ffxxxx区LDR R1,=0x3ff4010 ;FLASH BANK0控制寄存器，映射FLASH地址为0X00000000到0X

16、001fffff，共2M大小，普通ROM模式LDR R0,=（0x1f:SHL:22）+（0:12）+0x70） ;末地址10位首地址10位其他参数LDR R1,=0x3ff4038 ;SDRAM RAS CAS参数LDR R0,=0x0000000aLDR R1,=0x3ff403c ;SDRAM 缓冲控制寄存器LDR R0,=0x20033LDR R1,=0x3ff4040 ;SDRAM 刷新参数LDR R0,=0x00000168LDR R1,=0x3ff4030 ;SDRAM BANK0控制器寄存器，映射RAM地址为0x02000000到0x027fffff,2 banks,32BIT

17、,8MLDR R0,=（0x27f:22）+（0x200:12）+0x0e）;第三步，把所有代码拷贝到SDRAM里去，注意，现阶段的SDRAM的访问地址是从0x02000000开始的r0 = source addressr1 = target addressr2 = source end addressldr r1, =0x02000000ldr r0, =0x00000000ldr r2, =|Image$ZI$Base| ;计算flash区里需要拷贝到RAM的0地址开始的代码长度，也就是ro+rw那段ldr r3,=|Image$RW$Base|sub r2,r2,r3 ;rw段长度=zi

18、 base-rw baseldr r3,=|Image$RO$Limit|add r2,r2,r3copy_ro_loopldmia r0!, r3-r10 ;每次拷贝8个byte，依次放入r3到r10寄存器stmia r1!每次依次写入8个byte到目的地址cmp r0, r2ble copy_ro_loop ;少于或等于时都跳，大于时继续第四步，下面准备重新把SDRAM映射到00x007f,ffff，8m,把flash映射到0x010000000x011f,ffff,2m这步工作的好处是，映射内存到0地址后，这样无需使用MMU的映射因为整个代码已经拷贝到SDRAM里，即使是发生中断，中断入

19、口也是在SDRAM里，直接从SDRAM里执行代码，执行效率非常高先把各个入口地址保存好，必须先把地址先存好在寄存器里，由于remap容易造成地址失效，如果不预先保存在寄存器而是保存在flash存储或者sdram存储里，remap后地址变了，从存储器读取到的返回地址就不是计划中的地址了ldr r3,=（remap_rom+0x02000000）ldr r4,=（remap_ram+0x01000000）ldr r2,=continue把pc指向高端地址，也就是现在的SDRAM内存，跳到内存里，由于内存里已经有一份FLASH的完整拷贝，因此得以继续执行程序这是因为下面要做flash的remap，必

20、须先跳到内存里执行后面的代码，否则一remap，pc指向的下一指令就不存在，跑飞了mov pc,r3下面这段代码其实已经是在SDRAM里执行，把FLASH地址映射到高端上去，好把低端地址腾出来给SDRAM用remap_romFLASH BANK0控制寄存器，映射FLASH地址为0x0100,0000到0x011f,ffff，共2M大小，普通ROM模式LDR R0,=（0x11f:22）+（0x100:12）+0x70）同理，必须跳回刚remap好的flash里继续执行代码，然后才能对SDRAM进行remapmov pc,r4 ;这指令还是在SDRAM里执行，这指令的后面指令，已经是在FLASH

21、里了下面这段代码其实已经是在FLASH里执行remap_ramSDRAM BANK0控制器寄存器，映射RAM地址为0x0000,0000到0x007f,ffff,2 banks,32BIT,8MLDR R0,=（0x7f:22）+（0x0:12）+0x0e）STR R0,R1做完SDRAM remap后，就直接跳回低端地址执行，低端地址现在已经是SDRAM区了mov pc,r2 ;这指令还是在flash里执行，这指令的后一指令，已经是在SDRAM里了上面代码执行完后，下面的代码已经在RAM里执行了因为上面的代码已经把SDRAM映射到0地址开始的地方，而此时的PC指针还是指向偏移0地址不远的地方，因此下一执行的指令地址还是在0地址不远的一个地方此时，要执行的指令已经是在SDRAM的区域里了continue第五步，初始化各种模式所需要的堆栈，别忘了，经过上面几步映射后，我们的SDRAM有效范围是00x007f,ffff，定义的堆栈指针可不能超过这范围而且也不能占据低地址0开始的一