ARM9启动代码(裸机版)所谓启动代码,就是处理器在启动的时候执行

1、ARM9 启动代码（裸机版）所谓启动代码，就是处理器在启动的时候执行的一段代码，主要任务是初始化处理器模式， 设置堆栈，初始化变量等等。 由于以上的操作均与处理器体系结构和系统配置密切相关，所以一般由汇编来编写。在一般 32 位 ARM 应用系统中，软件大多数采用 c 语言进行编程，并且以嵌入式操作系统为开发平台， 这样就大大提高了开发效率和软件性能。 为了能够进行系统初始化， 通常采用一个汇编文件作启动代码。 它可以实现向量表定义、 堆栈初始化、系统变量初始化、 中断系统初始化、 I/O 初始化、地址重映射等操作。启动代码是芯片复位后进入 c 语言的 main 函数前执行的一段代码， 主要是

2、为运行 c 语言程序提供基本运行环境。在实际应用中，为提高系统的实时性，加快代码的执行速度，系统启动后程序往往要被搬移到 RAM 中，因为 RAM 的存取速度要比 ROM 快得多，这样大大提升系统的性能。启动程序要完成的任务包括： 硬件初始化，系统存储系统的配置，复制二级中断向量表。启动程序大概过程如下：（ 1）系统硬件初始化系统上电或复位后，程序从位于地址0 x0 的 Reset Exception Vector处开始执行，因此需要在这里放置 bootloader 的第一条指令： b Reset，跳转到标号为Reset 处进行第一阶段的硬件初始化， 主要内容为：关看门狗定时器， 关中断，初始

3、化 PLL 和时钟，初始化存储器系统。 执行完以上程序后， 系统进行堆栈和存储器的初始化。 系统堆栈初始化取决于用户使用了哪些中断， 以及系统需要处理哪些错误类型。一般情况下，管理者堆栈必须设置，如果使用了 IRQ 中断，则 IRQ堆栈也必须设置。如果系统使用了外设，则需要设置相关的寄存器，以确定其刷新频率、总线宽度等信息。（ 2）代码复制到 RAM 中运行因为嵌入式系统的代码通常都是固化在ROM 或 Flash 中，上电后开始运行。由于 ROM 和 Flash 的读取速度相对较慢， 这样无疑会降低代码的执行速度和系统的运行效率。因此，需要把系统的代码复制到 RAM 中运行。（ 3）建立二级中

4、断向量表在 ARM 系统中，中断向量表位于 0 x0 开始的地址处，意味着无论运行什么样的上层软件， 一旦发生中断， 程序就得到 Flash 存储器的中断向量表里去， 降低系统的运行效率。因此在 RAM 中建立自己的二级中断向量表，当中断发生后，程序直接从 RAM 中取中断向量进入中断子程序。（ 4） MMU 的应用MMU 是存储器管理单元的缩写，是用来管理虚拟内存系统的器件。MMU 完成的两个主要功能是：将虚地址转换成物理地址，控制存储器存取允许。 MMU 关掉时，虚地址直接输出到物理地址总线。由于跑的是裸机，没有用到操作系统，以下启动代码不包含MMU 的应用。下面是对 arm 处理器模式寄

5、存器对应的常数进行赋值，arm 处理器有一个 CPSR寄存器，它的后五位决定了处理器处于哪个模式下。可以看出常数的定义都不会超过后5 位的。 */Pre-defined constants.equUSERMODE,0 x10.equFIQMODE,0 x11.equIRQMODE,0 x12.equSVCMODE,0 x13.equABORTMODE,0 x17.equUNDEFMODE,0 x1b.equMODEMASK,0 x1f.equNOINT,0 xc0各个异常模式的堆栈The location of stacks.equ_STACK_BASEADDRESS, 0 x33ff8000

6、.equ_ISR_STARTADDRESS,0 x31ffff00.equUserStack,(_STACK_BASEADDRESS-0 x3800) 0 x33ff4800 .equSVCStack,(_STACK_BASEADDRESS-0 x2800) 0 x33ff5800 .equUndefStack,(_STACK_BASEADDRESS-0 x2400) 0 x33ff5c00 .equAbortStack,(_STACK_BASEADDRESS-0 x2000) 0 x33ff6000 .equIRQStack,(_STACK_BASEADDRESS-0 x1000) 0 x3

7、3ff7000 .equFIQStack,(_STACK_BASEADDRESS-0 x0)0 x33ff8000 .equINTMSK,0 x4a000008 Interrupt mask control.equINTSUBMSK,0 x4a00001cInterrupt sub mask.equINTOFFSET,0 x4a000014Interruot request source offset.macroHANDLERHandleLabelsubsp,sp,#4decrement sp(to store jump address)stmfdsp!,r0PUSH the work reg

8、ister to stack(lr doesnot push because it return to original address)ldrr0,=HandleLabelload the address of HandleXXX to r0ldrr0,r0loadthecontents(serviceroutinestart address) of HandleXXXstrr0,sp,#4store the contents(ISR)of HandleXXXtostackldmfdsp!,r0,pcPOP the work register and pc(jump toISR).endm.

9、externmain.text.global _start_start:* 中断向量*bReset0 x04: 未定义指令中止模式的向量地址b HandlerUndef0 x08: 管理模式的向量地址，通过 SWI 指令进入此模式 bHandlerSWI0 x0c: 指令预取终止导致的异常的向量地址HandlerPrefetchAbortd91-Bulleted_f47e5591-4327-41bd-88af-b5f0be1ace26-Bulleted_9bf50a39-707f-4853-8328-61e56b357290 0 x10: 数据访问终止导致的异常的向量地址HandlerData

10、Abortd91-Bulleted_f47e5591-4327-41bd-88af-b5f0be1ace26-Bulleted_9bf50a39-707f-4853-8328-61e56b357290 0 x14: 保留HandlerNotUsedd91-Bulleted_f47e5591-4327-41bd-88af-b5f0be1ace26-Bulleted_9bf50a39-707f-4853-8328-61e56b357290 0 x18: 中断模式的向量地址HandlerIRQd91-Bulleted_f47e5591-4327-41bd-88af-b5f0be1ace26-Bull

11、eted_9bf50a39-707f-4853-8328-61e56b357290 0 x1c: 快中断模式的向量地址HandlerFIQReset:ldr sp, =4096 设置栈指针，以下都是C 函数，调用前需要设好栈bl disable_watch_dog 关闭WATCHDOG，否则CPU 会不断重启ldrr0,=INTMSKldr r1,=0 xffffffffstrr1,r0all interrupt disableldr r0,=INTSUBMSKldr r1,=0 x7fffstrr1,r0all sub interrupt disablebl clock_initbl mem

12、setup 设置 MPLL，改变 FCLK、HCLK、PCLK 设置存储控制器以使用SDRAMbl s3c2440_nand_initldr r0, =0 x300000001.目标地址= 0 x30000000，这是SDRAM 的起始地址mov r1, #4096 2.源地址= 4096，运行地址在SDRAM 中的代码保存在 NAND Flash 4096 地址开始处mov r2, #180*1024 3. 复制长度= 16K，对于本实验，这是足够了bl CopyCode2SDRAM 调用 C 函数CopyCode2SDRAMbl clean_bss 清除 bss 段，未初始化或初值为0 的

13、全局/静态变量保存在 bss 段blInitStacksinital the stack Setup IRQ handlerldr r0,=HandleIRQldr r1,=IsrIRQ0 x1cstr r1,r0This routine is neededif there is not subs pc,lr,#4 at 0 x18,这三条语句很明显就是说明了，HandleIRQ这个中断向量的存储单元被赋上了IsrIRQ标号的地址，这样发生IRQ 中断后就会直接去到二级表，去确认具体发生哪个中断。ldr pc, =on_sdram 跳到 SDRAM 中继续执行on_sdram:msr cpsr

14、_c, #0 x5fldr sp, =0 x34000000ldr lr, =halt_loopldr pc, =main 设置 I-bit=0，开 设置栈指针， 设置返回地址 调用 main 函数IRQ 中断halt_loop:bhalt_loopHandlerFIQ:HANDLERHandleFIQHandlerIRQ:HANDLERHandleIRQHandlerUndef:HANDLERHandleUndefHandlerSWI:HANDLERHandleSWIHandlerDataAbort:HANDLERHandleDabortHandlerPrefetchAbort:HANDLE

15、RHandlePabortHandlerNotUsed:b.InitStacks:Do not use DRAM,such as stmfd,ldmfd.SVCstack is initialized beforeUnder toolkit ver 2.5, msr cpsr,r1 can be used instead of msrcpsr_cxsf,r1mrs r0,cpsrbic r0,r0,#MODEMASKorr r1,r0,#UNDEFMODE|NOINTmsr cpsr_c,r1UndefModeldr sp,=UndefStack UndefStack=0 x33FF_5C00

16、orr r1,r0,#ABORTMODE|NOINTmsr cpsr_c,r1AbortModeldr sp,=AbortStack AbortStack=0 x33FF_6000orr r1,r0,#IRQMODE|NOINTmsr cpsr_c,r1IRQModeldr sp,=IRQStack IRQStack=0 x33FF_7000orr r1,r0,#FIQMODE|NOINTmsr cpsr_c,r1FIQModeldr sp,=FIQStack FIQStack=0 x33FF_8000bic r0,r0,#MODEMASK|NOINTorr r1,r0,#SVCMODEmsr

17、 cpsr_c,r1SVCModeldr sp,=SVCStack SVCStack=0 x33FF_5800USER mode has not be initialized.mov pc,lrthe LR registerwillnot be validifthe currentmodeis not SVCmode.IsrIRQ:sublr, lr, #4stmfd sp!, r0-r12,lr 计算返回地址保存使用到的寄存器sub sp,sp,#4reserved for PC ;保留 pc 寄存器的值stmfdsp!,r8-r9把 r8 r9按入堆栈ldr lr, =int_return

18、设置调用 ISR 即 EINT_Handle 函数后的返回地址ldr r9,=INTOFFSETldr r9,r9ldr r8,=HandleEINT0把中断偏移 INTOFFSET 的地址装入取出 INTOFFSET 单元里面的值给r9向量表的入口地址赋给r8r9里面add r8,r8,r9,lsl #2求出具体中断向量的地址ldr r8,r8中断向量里面存储的中断服务程序的入口地址赋给 r8str r8,sp,#8按入堆栈ldmfdsp!,r8-r9,pc堆栈弹出，跳转到相应的中断服务程序int_return:ldmfdsp!,r0-r12,pc 中断返回 , 表示将spsr的值复制到cp

19、sr.align 4.section .data.equHandleReset,(_ISR_STARTADDRESS+0 x0).equHandleUndef,(_ISR_STARTADDRESS+0 x4).equHandleSWI,(_ISR_STARTADDRESS+0 x8).equHandlePabort, (_ISR_STARTADDRESS+0 xc).equHandleDabort, (_ISR_STARTADDRESS+0 x10).equHandleReserved,(_ISR_STARTADDRESS+0 x14).equHandleIRQ,(_ISR_STARTADDR

20、ESS+0 x18).equHandleFIQ,(_ISR_STARTADDRESS+0 x1c)Do not use the label IntVectorTable,Thevalue of IntVectorTable is different with the address you think it may be.IntVectorTable0 x33FF_FF20.equHandleEINT0, (_ISR_STARTADDRESS+0 x20).equHandleEINT1,(_ISR_STARTADDRESS+0 x24).equHandleEINT2,(_ISR_STARTAD

21、DRESS+0 x28).equHandleEINT3,(_ISR_STARTADDRESS+0 x2c).equHandleEINT4_7,(_ISR_STARTADDRESS+0 x30).equHandleEINT8_23,(_ISR_STARTADDRESS+0 x34).equHandleCAM,(_ISR_STARTADDRESS+0 x38) Added for 2440.equHandleBATFLT, (_ISR_STARTADDRESS+0 x3c).equHandleTICK,(_ISR_STARTADDRESS+0 x40).equHandleWDT,(_ISR_STA

22、RTADDRESS+0 x44).equHandleTIMER0, (_ISR_STARTADDRESS+0 x48).equHandleTIMER1, (_ISR_STARTADDRESS+0 x4c).equHandleTIMER2, (_ISR_STARTADDRESS+0 x50).equHandleTIMER3, (_ISR_STARTADDRESS+0 x54).equHandleTIMER4, (_ISR_STARTADDRESS+0 x58).equHandleUART2, (_ISR_STARTADDRESS+0 x5c)0 x33FF_FF60.equHandleLCD,(

23、_ISR_STARTADDRESS+0 x60).equHandleDMA0,(_ISR_STARTADDRESS+0 x64).equHandleDMA1,(_ISR_STARTADDRESS+0 x68).equHandleDMA2,(_ISR_STARTADDRESS+0 x6c).equHandleDMA3,(_ISR_STARTADDRESS+0 x70).equHandleMMC,(_ISR_STARTADDRESS+0 x74).equHandleSPI0,(_ISR_STARTADDRESS+0 x78).equHandleUART1, (_ISR_STARTADDRESS+0

24、 x7c).equHandleNFCON, (_ISR_STARTADDRESS+0 x80) Added for 2440.equHandleUSBD,(_ISR_STARTADDRESS+0 x84).equHandleUSBH,(_ISR_STARTADDRESS+0 x88).equHandleIIC,(_ISR_STARTADDRESS+0 x8c).equHandleUART0, (_ISR_STARTADDRESS+0 x90).equHandleSPI1,(_ISR_STARTADDRESS+0 x94).equHandleRTC,(_ISR_STARTADDRESS+0 x9

25、8).equHandleADC,(_ISR_STARTADDRESS+0 x9c)以下部分是我们 bootloader 中调用到的 c 程序部分，主要是完成：关看门狗、初始化存储器、初始化时钟、从 Nandflash 将代码拷贝到 SDRAM、初始化数据段。/*关闭 WATCHDOG，否则 CPU 会不断重启*/void disable_watch_dog(void)WTCON = 0; /关闭 WATCHDOG 很简单，往这个寄存器写0 即可#define S3C2410_MPLL_200MHZ(0 x5c12)|(0 x044)|(0 x00)#define S3C2440_MPLL_20

26、0MHZ(0 x5c12)|(0 x014)|(0 x02)/*对于 MPLLCON 寄存器， 19:12为 MDIV， 9:4为 PDIV，1:0为 SDIV有如下计算公式：S3C2410: MPLL(FCLK) = (m * Fin)/(p * 2s)S3C2410: MPLL(FCLK) = (2 * m * Fin)/(p * 2s)其中 : m = MDIV + 8, p = PDIV + 2, s = SDIV对于本开发板， Fin = 12MHz设置 CLKDIVN，令分频比为： FCLK:HCLK:PCLK=1:2:4，FCLK=200MHz,HCLK=100MHz,PCLK=

27、50MHz*/void clock_init(void)/ LOCKTIME = 0 x00ffffff;/使用默认值即可CLKDIVN=0 x03;/FCLK:HCLK:PCLK=1:2:4,HDIVN=1,PDIVN=1/*如果HDIVN 非 0 ， CPU 的总 线模式 应该 从“ fast bus mode” 变为“ asynchronous bus mode ” */_asm_(mrcp15, 0, r1, c1, c0, 0n/*读出控制寄存器*/orrr1,r1, #0 xc0000000n/*设置为 “asynchronousbus mode” */mcrp15, 0, r1,

28、 c1, c0, 0n/*写入控制寄存器*/);/*判断是 S3C2410 还是 S3C2440 */if (GSTATUS1 = 0 x32410000) | (GSTATUS1 = 0 x32410002)MPLLCON=S3C2410_MPLL_200MHZ;/*现在，FCLK=200MHz,HCLK=100MHz,PCLK=50MHz */elseMPLLCON=S3C2440_MPLL_200MHZ;/*现在，FCLK=200MHz,HCLK=100MHz,PCLK=50MHz */ 设置存储控制器以使用SDRAM#defineMEM_CTL_BASE0 x48000000/存储器控

29、制器寄存器的起始地址#defineSDRAM_BASE0 x30000000void memsetup(void)volatileunsigned long *p = (volatileunsigned long *)MEM_CTL_BASE;/*这个函数之所以这样赋值，而不是像前面的实验( 比如mmu 实验 ) 那样将配置值写在数组中， 是因为要生成” 位置无关的代码”，使得这个函数可以在被复制到SDRAM 之前就可以在 steppingstone 中运行*/*存储控制器 13 个寄存器的值 */p0 = 0 x22011110;/BWSCONp1 = 0 x00000700;/BANKCO

30、N0p2 = 0 x00000700;/BANKCON1p3 = 0 x00000700;/BANKCON2p4 = 0 x00000700;/BANKCON3p5 = 0 x00000700;/BANKCON4p6 = 0 x00000700;/BANKCON5p7 = 0 x00018005;/BANKCON6p8 = 0 x00018005;/BANKCON7/* REFRESH,*HCLK=12MHz:0 x008C07A3,*HCLK=100MHz:0 x008C04F4*/p9 = 0 x008C04F4;p10 = 0 x000000B1;/BANKSIZEp11 = 0 x00000030;/MRSRB6p12 = 0 x00000030;/MRSRB7/*void copy_steppingstone_to_sdram(void)unsigned int *pdwSrc = (unsigned int *)0;