对ARM7 LPC2210的Bootloader源码分析

对周立功公司开发板EasyARM LPC2210开发板Chenmingji写的Bootlaoder进行分析和解读。

一、变（常）量声明
首先声明堆栈大小
;define the stack size
;定义堆栈的大小
SVC_STACK_LEGTH EQU 0
FIQ_STACK_LEGTH EQU 0
IRQ_STACK_LEGTH EQU 256 ;IRQ中断堆栈
ABT_STACK_LEGTH EQU 0
UND_STACK_LEGTH EQU 0
处理器模式声明
NoInt EQU 0x80

USR32Mode EQU 0x10
SVC32Mode EQU 0x13
SYS32Mode EQU 0x1f
IRQ32Mode EQU 0x12
FIQ32Mode EQU 0x11
外部存储器配置声明
PINSEL2 EQU 0xE002C014

BCFG0 EQU 0xFFE00000
BCFG1 EQU 0xFFE00004
BCFG2 EQU 0xFFE00008
BCFG3 EQU 0xFFE0000C

IMPORT __use_no_semihosting_swi
IMPORT __use_two_region_memory

;The imported labels
;引入的外部标号在这声明
IMPORT FIQ_Exception ;Fast interrupt exceptions handler 快速中断异常处理程序
IMPORT __main ;The entry point to the main function C语言主程序入口
IMPORT TargetResetInit ;initialize the target board 目标板基本初始化

;The emported labels
;给外部使用的标号在这声明
EXPORT bottom_of_heap ;heap的底部
EXPORT bottom_of_Stacks ;stack的底部
EXPORT top_of_heap ;heap的顶部
EXPORT StackUsr

EXPORT Reset ;复位
EXPORT __user_initial_stackheap ;用户初始化堆栈和堆

二、建立中断向量表(向量表所有数据32位累加和为0)
Reset
LDR PC, ResetAddr ;复位后开始的执行地址
LDR PC, UndefinedAddr ;未定义指令异常
LDR PC, SWI_Addr ;软件中断
LDR PC, PrefetchAddr ;预取中止
LDR PC, DataAbortAddr ;预取数据中止
DCD 0xb9205f80 ;保留的异常
LDR PC, [PC, #-0xff0] ;IRQ ( 该指令会读取VICVectAddr寄存器的值,然后放入PC指针 )
LDR PC, FIQ_Addr ;FIQ

;给每一个向量分配连续的字存储单元
ResetAddr DCD ResetInit
UndefinedAddr DCD Undefined
SWI_Addr DCD SoftwareInterrupt
PrefetchAddr DCD PrefetchAbort
DataAbortAddr DCD DataAbort
Nouse DCD 0
IRQ_Addr DCD 0
FIQ_Addr DCD FIQ_Handler

;发生以下异常时程序暂停( 除了FIQ )
;未定义指令
Undefined
B Undefined

;软中断
SoftwareInterrupt
B SoftwareInterrupt

;取指令中止
PrefetchAbort
B PrefetchAbort

;取数据中止
DataAbort
B DataAbort

;快速中断
FIQ_Handler
STMFD SP!, {R0-R3, LR} ;把R0-R3,LR的值存入堆栈
BL FIQ_Exception ;跳转到FIQ中断程序
LDMFD SP!, {R0-R3, LR} ;恢复R0-R3,LR的值
SUBS PC, LR, #4 ;PC指针跳转到LR-4

三、复位程序
根据外部存储器控制器的引脚接法,对GPIO进行设置(外部存储器所接引脚与P1,P2,P3口的GPIO功能复用),之后对用到的四组存储器组进行设置.
ResetInit
;Initial extenal bus controller.
;初始化外部总线控制器，根据目标板决定配置

LDR R0, =PINSEL2
IF :DEF: EN_CRP
LDR R1, =0x0f814910
ELSE
LDR R1, =0x0f814914
ENDIF
STR R1, [R0]
;设置四组存储器配置
LDR R0, =BCFG0
LDR R1, =0x1000ffef
STR R1, [R0]

LDR R0, =BCFG1
LDR R1, =0x1000ffef
STR R1, [R0]

; LDR R0, =BCFG2 ;该开发板没有用到后面两组存储器接口
; LDR R1, =0x2000ffef
; STR R1, [R0]

; LDR R0, =BCFG3
; LDR R1, =0x2000ffef
; STR R1, [R0]

BL InitStack ;初始化堆栈 Initialize the stack
BL TargetResetInit ;目标板基本初始化 Initialize the target board
;跳转到c语言入口 Jump to the entry point of C program
B __main

四、堆栈初始化
初始化各模式堆栈
InitStack
MOV R0, LR
;Build the SVC stack
;设置管理模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd3
LDR SP, StackSvc
;Build the IRQ stack
;设置中断模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd2
LDR SP, StackIrq
;Build the FIQ stack
;设置快速中断模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd1
LDR SP, StackFiq
;Build the DATAABORT stack
;设置中止模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd7
LDR SP, StackAbt
;Build the UDF stack
;设置未定义模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xdb
LDR SP, StackUnd
;Build the SYS stack
;设置系统模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xdf ;修改为0x5d将打开IRQ中断
LDR SP, =StackUsr

MOV PC, R0 ;子程序返回

五、目标板初始化
void TargetResetInit(void)
{
// 设置存储器映射方式,这必须根据硬件来设置. 这里是ADS1.2中的设置.
#ifdef __DEBUG
MEMMAP = 0x3; //remap
#endif

#ifdef __OUT_CHIP
MEMMAP = 0x3; //remap
#endif

#ifdef __IN_CHIP
MEMMAP = 0x1; //remap
#endif

/* 设置系统各部分时钟 */
PLLCON = 1;
#if (Fpclk / (Fcclk / 4)) == 1
VPBDIV = 0;
#endif
#if (Fpclk / (Fcclk / 4)) == 2
VPBDIV = 2;
#endif
#if (Fpclk / (Fcclk / 4)) == 4
VPBDIV = 1;
#endif

#if (Fcco / Fcclk) == 2
PLLCFG = ((Fcclk / Fosc) - 1) | (0 << 5);
#endif
#if (Fcco / Fcclk) == 4
PLLCFG = ((Fcclk / Fosc) - 1) | (1 << 5);
#endif
#if (Fcco / Fcclk) == 8
PLLCFG = ((Fcclk / Fosc) - 1) | (2 << 5);
#endif
#if (Fcco / Fcclk) == 16
PLLCFG = ((Fcclk / Fosc) - 1) | (3 << 5);
#endif
PLLFEED = 0xaa;
PLLFEED = 0x55;
while((PLLSTAT & (1 << 10)) == 0);
PLLCON = 3; // 按照特定的设置方式对PLL控制寄存器进行设置
PLLFEED = 0xaa;
PLLFEED = 0x55;

/* 设置存储器加速模块 */
MAMCR = 0;
#if Fcclk < 20000000
MAMTIM = 1;
#else
#if Fcclk < 40000000
MAMTIM = 2;
#else
MAMTIM = 3;
#endif
#endif
MAMCR = 2;

/* 初始化VIC */
/* initialize VIC*/
VICIntEnClr = 0xffffffff;
VICVectAddr = 0;
VICIntSelect = 0;

}

六、其它

;/*********************************************************************************************************
;** unction name 函数名称: __user_initial_stackheap
;** Descriptions 功能描述: Initial the function library stacks and heaps, can not deleted!
;** 库函数初始化堆和栈，不能删除
;** input parameters 输　入: reference by function library 参考库函数手册
;** Returned value 输　出 : reference by function library 参考库函数手册
;** Used global variables 全局变量: None 无
;** Calling modules 调用模块: None 无
;********************************************************************************************************/
__user_initial_stackheap
LDR r0,=bottom_of_heap
; LDR r1,=StackUsr
LDR r2,=top_of_heap
LDR r3,=bottom_of_Stacks
MOV pc,lr

StackSvc DCD SvcStackSpace + (SVC_STACK_LEGTH - 1)* 4
StackIrq DCD IrqStackSpace + (IRQ_STACK_LEGTH - 1)* 4
StackFiq DCD FiqStackSpace + (FIQ_STACK_LEGTH - 1)* 4
StackAbt DCD AbtStackSpace + (ABT_STACK_LEGTH - 1)* 4
StackUnd DCD UndtStackSpace + (UND_STACK_LEGTH - 1)* 4

;/*********************************************************************************************************
;** unction name 函数名称: CrpData
;** Descriptions 功能描述: encrypt the chip
;** input parameters 输　入: None 无
;** Returned value 输　出 : None 无
;** Used global variables 全局变量: None 无
;** Calling modules 调用模块: None 无
;********************************************************************************************************/
IF :DEF: EN_CRP
IF . >= 0x1fc
INFO 1,"/nThe data at 0x000001fc must be 0x87654321./nPlease delete some source before this line."
ENDIF
CrpData
WHILE . < 0x1fc
NOP
WEND
CrpData1
DCD 0x87654321 ;/*When the Data is 为0x87654321,user code be protected. 当此数为0x87654321时，用户程序被保护 */
ENDIF

;/* 分配堆栈空间 */
AREA MyStacks, DATA, NOINIT, ALIGN=2
SvcStackSpace SPACE SVC_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Administration Mode 管理模式堆栈空间
IrqStackSpace SPACE IRQ_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Interrupt ReQuest Mode 中断模式堆栈空间
FiqStackSpace SPACE FIQ_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Fast Interrupt reQuest Mode 快速中断模式堆栈空间
AbtStackSpace SPACE ABT_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Suspend Mode 中止义模式堆栈空间
UndtStackSpace SPACE UND_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Undefined Mode 未定义模式堆栈

AREA Heap, DATA, NOINIT
bottom_of_heap SPACE 1

AREA StackBottom, DATA, NOINIT
bottom_of_Stacks SPACE 1

AREA HeapTop, DATA, NOINIT
top_of_heap

AREA Stacks, DATA, NOINIT
StackUsr