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【转】ARM启动代码研究

2010-11-08 16:38 211 查看
1:PRESERVE8:

Reguire8和Preserve8

C
和汇编有8位对齐的要求,这两个伪指令可以满足此要求,存在REQUIRE8<——>
PRESERVE8的对应关系,但不是说有一个REQUIRE8就要有一个
PRESERVE8,如果是一个c文件和一个汇编文件的调用,也就涉及一个PRESERVE8或者是一个REQUIRE8.

另外,REQUIRE8和PRESERVE8并不完成8 byte 对齐的操作,对齐由ALIGN完成。

将ADS的代码移植到KEIL MDK上需要做的修改:

当用户拥有ADS遗留工程的所有源代码时,使用MDK重新编译链接全部代码是最好的解决方法,MDK中的新版本编译工具会重新生成满足堆栈8BYTE对齐要求的目标文件,避免由于堆栈不对齐引起的链接错误.

从ADS到KEIL很重要的一个修改的地方就是这里的8BYTE对齐,想要编译通过,在startup.s里面我们必须加入PRESERVE8指令,使得寄存器8BYTE对齐.

代码:

CODE32

PRESERVE8  ;这个在KEIL里面是必须的,要求8BYTE对齐.在ADS的启动代码中就没有.

AREA vectors,CODE,READONLY

2: ARM的处理器可工作于多种模式,下面设置个模式的一些参数.

Mode_USR        EQU     0x10  用户模式 

Mode_FIQ        EQU     0x11  快中断模式

Mode_IRQ        EQU     0x12  中断模式

Mode_SVC        EQU     0x13  管理模式

Mode_ABT        EQU     0x17  中止模式

Mode_UND        EQU     0x1B  未定义模式

Mode_SYS        EQU     0x1F  系统模式

参数的由来:这里各个模式的参数是由寄存器CPSR的模式位设置M[4:0]得来的,比如这里的用户模式,CPSR的M[4:0]设置为10000就是0x10,同理其他.详见<<ARM嵌入式系统基础教程>>P47页,CPSR 设置很关键!

3:

I_Bit           EQU     0x80            ; when I bit is set, IRQ is disabled

F_Bit           EQU     0x40            ; when F bit is set, FIQ is disabled

也和CPSR寄存器的设置有关,这里两位是禁止/开启快速中断和一般中断的设置.

4: 各模式下定义的堆栈地址.

UND_Stack_Size  EQU     0x00000000

SVC_Stack_Size  EQU     0x00000100

ABT_Stack_Size  EQU     0x00000000

FIQ_Stack_Size  EQU     0x00000000

IRQ_Stack_Size  EQU     0x00000100

USR_Stack_Size  EQU     0x00000200

设置堆栈大小

Stack_Size      EQU     (UND_Stack_Size + SVC_Stack_Size + ABT_Stack_Size +

                         FIQ_Stack_Size + IRQ_Stack_Size + USR_Stack_Size)

                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem       SPACE   Stack_Size

Stack_Top       EQU     Stack_Mem + Stack_Size

堆栈大小的设置, 各公司写的启动代码有所不同,但是不影响大局,可以借鉴一些你认为比较简单的启动代码,然后写自己的堆栈地址和大小设置程序.

5:堆的设置

Heap_Size       EQU     0x00000000

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Heap_Mem        SPACE   Heap_Size

AREA Init,CODE,READONLY,ALIGN=3 //指定后面的指令为8位对齐(2的3次方)

align n


的含义就是使得下面的代码按一定规则对齐,.align n 指令的对齐值有两种方案,n 或 2^n
,各种平台最初的汇编器一般都不是gas,采取方案1或2的都很多,gas的目标是取代原来的汇编器,必然要保持和原来汇编器的兼容,因此在gas中如何
解释 .align指令会显得有些混乱,原因在于保持兼容。arm-linux是按照2^n的方案对齐的. ARM的.align
5就是2的5次方(32位)对齐,也就是4字节(32位)对齐.

6: AREA    RESET, CODE, READONLY

   ARM

下面的是 ARM的代码,不是THUMB.

7: 中断向量表

Reset

        LDR     PC, ResetAddr

        LDR     PC, UndefinedAddr

        LDR     PC, SWI_Addr

        LDR     PC, PrefetchAddr

        LDR     PC, DataAbortAddr

        DCD     0xb9205f80

        LDR     PC, [PC, #-0xff0]

        LDR     PC, FIQ_Addr

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

;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}

        BL      FIQ_Exception

        LDMFD   SP!, {R0-R3, LR}

        SUBS    PC,  LR,  #4

8: 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, #0x5f                  ;#0xdf

        LDR     SP, =StackUsr

        MOV     PC, R0

9:  BL  InitStack               ;初始化堆栈 Initialize the stack

    BL  TargetResetIni;目标板基本初始化                                        ;跳转到c语言入口 Jump to the entry point of C program

B       __main

周立功启动代码:

;/****************************************Copyright (c)**************************************************

;**                               Guangzou ZLG-MCU Development Co.,LTD.

;**                                      graduate school

;**                                 http://www.zlgmcu.com
;**

;**--------------File Info-------------------------------------------------------------------------------

;** File name:    Startup.s

;** Last modified Date:  2004-09-17

;** Last Version:   1.0

;**
Descriptions:   The start up codes for LPC2100, including the
initializing codes for the entry point of exceptions and the stacks of
user tasks.

;**    Every project should have a independent copy of this file for related modifications

;**------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Created by:    Chenmingji

;** Created date:     2004-02-02

;** Version:    1.0

;** Descriptions:   The original version//原著

;**

;**------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Modified by:   Chenmingji

;** Modified date:  2004-09-17

;** Version:    1.01

;** Descriptions:   Modified the bus setting to adapt for many common situations

;**                             //改进了总线,可以根据这里的更改来控制总线的速率

;**------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Modified by:   Chenmingji

;** Modified date:  2004-09-17

;** Version:    1.02

;** Descriptions:   Added codes to support the enciphering of the chip

;**                             //增加了芯片加密

;**------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Modified by:   Chenmingji

;** Modified date:  2004-09-17

;** Version:    1.04

;** Descriptions:   Renewed the template, added codes to support more compilers

;**                             //重建模板,加入更多代码来支持更多的编译

;**------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Modified by:   

;** Modified date:

;** Version: 

;** Descriptions:

;**

;********************************************************************************************************/

;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

ABT_STACK_LEGTH         EQU         0

UND_STACK_LEGTH         EQU         0

NoInt       EQU 0x80

;定义处理器模式,用户/管理/系统/中断

USR32Mode   EQU 0x10

SVC32Mode   EQU 0x13

SYS32Mode   EQU 0x1f

IRQ32Mode   EQU 0x12

FIQ32Mode   EQU 0x11

PINSEL2     EQU 0xE002C014//定义PINSEL2地址,这个地址的值一般用户不需要改变,和芯片的加密有关

                            //更改后有可能使得JTAG调试失效,进入芯片加密状态.

BCFG0       EQU 0xFFE00000

BCFG1       EQU 0xFFE00004

BCFG2       EQU 0xFFE00008

BCFG3       EQU 0xFFE0000C//定义存储器组配置寄存器

BCFG_16DEF EQU     0x10000400      ;// 16Bit Bus

BCFG_CS3    EQU  (BCFG_16DEF | (0x01<<00) | (0x07<<05) | (0x07<<11))   ;// 分别是IDCY/WST1/WST2对应读写速率等

                                  ;//从第0位开始对其写入0001,

                                               ;//从第5位开始写入0111

                                                             ;//从11位开始写入0111(0x07)/11111(0x1f) 

    IMPORT __use_no_semihosting_swi

;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

    EXPORT  StackUsr

    

    EXPORT  Reset

    EXPORT __user_initial_stackheap

    CODE32

    AREA    vectors,CODE,READONLY

        ENTRY

;interrupt vectors

;中断向量表

Reset

        LDR     PC, ResetAddr

        LDR     PC, UndefinedAddr

        LDR     PC, SWI_Addr

        LDR     PC, PrefetchAddr

        LDR     PC, DataAbortAddr

        DCD     0xb9205f80

        LDR     PC, [PC, #-0xff0]

        LDR     PC, FIQ_Addr

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

;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}

        BL      FIQ_Exception

        LDMFD   SP!, {R0-R3, LR}

        SUBS    PC,  LR,  #4

       

;/*********************************************************************************************************

;** unction name  函数名称:  InitStack

;** Descriptions  功能描述:  Initialize the stacks  初始化堆栈

;** 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

;**

;** Created by   作 者:  Chenmingji 陈明计

;** Created Date  日 期:  2004/02/02 2004年2月2日

;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Modified by  修 改:

;** Modified date  日 期:

;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------

;********************************************************************************************************/

InitStack   

        MOV     R0, LR

;Bui
bdfc
ld 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, #0x5f                  ;#0xdf

        LDR     SP, =StackUsr

        MOV     PC, R0

;/*********************************************************************************************************

;** unction name  函数名称:  ResetInit

;** Descriptions  功能描述:  RESET  复位入口

;** 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

;**

;** Created by   作 者:  Chenmingji 陈明计

;** Created Date  日 期:  2004/02/02 2004年2月2日

;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Modified by  修 改: Chenmingji 陈明计

;** Modified date  日 期: 2004/02/02 2004年3月3日

;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------

;********************************************************************************************************/

ResetInit

; 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]

        LDR     R0, =BCFG0

        LDR     R1, =0x1000ffef           ;0x00001046

        STR     R1, [R0]

        LDR     R0, =BCFG1

        LDR     R1, =BCFG_CS3               ;0x1000ffef          ;0x1000ffef;;

        STR     R1, [R0]

        LDR     R0, =BCFG2

        LDR     R1, =0x2000ffef

        STR     R1, [R0]

;        LDR     R0, =BCFG3

;        LDR     R1, =0x00000CA0           ;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

;/*********************************************************************************************************

;** 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

;**

;** Created by   作 者:  Chenmingji 陈明计

;** Created Date  日 期:  2004/02/02 2004年2月2日

;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Modified by  

;** Modified date  

;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------

;********************************************************************************************************/

__user_initial_stackheap   

    LDR   r0,=bottom_of_heap

;    LDR   r1,=StackUsr

    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

;**

;** Created by   作 者:  Chenmingji 陈明计

;** Created Date  日 期:  2004/03/27 2004年3月27日

;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------

;** Modified by  修 改:

;** Modified date  日 期:

;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------

;********************************************************************************************************/

    IF :DEF: EN_CRP

        IF  . >= 0x1fc

        INFO    1," The data at 0x000001fc must be 0x87654321. Please 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    Stacks, DATA, NOINIT

StackUsr

    END

;/*********************************************************************************************************

;**                            End Of File

;*******************
转自: http://www.embstudy.com/post/141.html
 
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