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2440启动代码详解.pdf
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s3c2440 启动文件详细分析
分类: ARM 系统 2010-02-09 15:39 5497 人阅读 评论 (69) 收藏 举报
启动文件就是引导 ARM 启动,并进入我们熟悉的 C 语言程序。它主要完成了 ARM 最基本的硬件初
始化工作。虽然启动文件的内容大同小异(就是设置系统时钟、内存、中断向量表、栈等内容),而且只
要有一个现成的启动文件,即使不用详细了解该文件的内容,直接进入 C 语言编程工作也可以对 ARM 进
行操作,但我认为熟悉启动文件的内容,还是有必要的,它对我们熟悉 ARM 的体系结构,编写出更高效
的程序是大有益处的。 因此我花了一些时间详细分析了 s3c2440 启动文件的内容, 让它作为我进入 ARM 领
域研究的开端,希望能有一个好的起点,为以后的研究打下基础。
下面就是我对 s3c2440启动文件的分析,标注了较详细的注解,不仅有我对启动文件的理解,同时也
查阅其他网友的相关文章。理解不对的地方还望大家指正!
;=========================================
; NAME: 2440INIT.S
; DESC: C start up codes
; Configure memory, ISR ,stacks
; Initialize C-variables
;=========================================
;GET 类似于 C 语言的 include,option.inc 文件内定义了一些全局变量, memcfg.inc 文件内定义了关于内
存 bank 的符号和数字常量, 2440addr.inc 文件内定义了用于汇编的 s3c2440 寄存器变量和地址
GET option.inc
GET memcfg.inc
GET 2440addr.inc
;SDRAM 自刷新位,把寄存器 REFRESH 的第 22 位处置 1
BIT_SELFREFRESH EQU (1<<22)
;CPSR 中的低 5 位定义了处理器的七种工作模式,为以后切换模式时使用
;Pre-defined constants
USERMODE EQU 0x10
FIQMODE EQU 0x11
IRQMODE EQU 0x12
SVCMODE EQU 0x13
ABORTMODE EQU 0x17
UNDEFMODE EQU 0x1b
MODEMASK EQU 0x1f
;CPSR 中的 I 位和 F 位置 1,表示禁止任何中断
NOINT EQU 0xc0
;定义了 7 种处理器模式下的栈的起始地址,其中用户模式和系统模式共有一个栈空间
;_STACK_BASEADDRESS 在 option.inc 文件内定义,值为 0x33ff8000
;The location of stacks
UserStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x3800) ;0x33ff4800 ~
SVCStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2800) ;0x33ff5800 ~
UndefStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2400) ;0x33ff5c00 ~
AbortStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2000) ;0x33ff6000 ~
IRQStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x1000) ;0x33ff7000 ~
FIQStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x0) ;0x33ff8000 ~
;ARM 处理器的两种工作状态: 16 位和 32 位
;编译器有相对应的用 16 位和 32 位两种编译方式
;这段的目的是统一目前的处理器工作状态和软件编译方式
;Check if tasm.exe(armasm -16 ...@ADS 1.0) is used.
GBLL THUMBCODE ;声明一个全局逻辑变量
[ {CONFIG} = 16 ;if CONFIG == 16
THUMBCODE SETL {TRUE} ;THUMBCODE = TRUE
CODE32 ;指示编译器为 ARM 指令
| ;else
THUMBCODE SETL {FALSE} ;THUMBCODE = FALSE
]
;宏定义,在后面出现 MOV_PC_LR 时,这个宏会被自动展开
;该宏的作用是跳出子程序,返回被调用处
MACRO
MOV_PC_LR
[ THUMBCODE ;if THUMBCODE == TRUE
bx lr
| ;else 即 THUMBCODE == FALSE
mov pc,lr
]
MEND
;该宏定义的作用是有条件地(当 Z=1 时)跳出子程序,返回被调用处
MACRO
MOVEQ_PC_LR
[ THUMBCODE
bxeq lr
|
moveq pc,lr
]
MEND
;该宏定义是把中断服务程序的首地址装载到 pc 中
;在后面当遇到 HandlerXXX HANDLER HandleXXX 时,该宏被展开
;注意: HANDLER 前的符号 HandlerXXX 比其后的符号 HandleXXX 多了一个 r
;HandlerXXX 为 ARM 体系中统一定义的几种异常中断
;HandleXXX 为每个 ARM 处理器各自定义的中断,见该文件最后部分的中断向量表
MACRO
$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel
$HandlerLabel
sub sp,sp,#4 ;ATPCS 规定数据栈为 FD 类型
;即栈指针指向栈顶元素,数据栈向内存地址减小的方向增长
;该语句是使栈地址减小 4 个字节,以留出空间装载中断服务函数首地址
stmfd sp!,{r0} ;由于要利用 r0 寄存器来传递数据,所以要保存 r0 数据,使其入栈
ldr r0,=$HandleLabel ;把 HandleXXX 的地址装到 r0
ldr r0,[r0] ;装载中断服务函数的起始地址
str r0,[sp,#4] ;中断函数首地址入栈
ldmfd sp!,{r0,pc} ;将事先保存的 r0 数据和中断函数首地址出栈
;并使系统跳转到相应的中断处理函数
MEND
;导入连接器事先定义好的运行域中三个段变量
;ARM 的可执行映像文件由 RO、RW 、ZI 三个段组成
;RO 为代码段, RW 为已初始化的全局变量, ZI 为未初始化的全局变量
IMPORT |Image$$RO$$Base| ;RO 段起始地址
IMPORT |Image$$RO$$Limit| ;RO 段结束地址加 1,等于 RW 段起始地址
IMPORT |Image$$RW$$Base| ; RW 段起始地址
IMPORT |Image$$ZI$$Base| ; ZI 段起始地址
IMPORT |Image$$ZI$$Limit| ;ZI 段结束地址加 1
;导入两个关于 MMU 的函数,用于设置时钟模式为异步模式和快速总线模式
IMPORT MMU_SetAsyncBusMode
IMPORT MMU_SetFastBusMode ;
;导入 Main ,它为 C 语言程序入口函数
IMPORT Main ; The main entry of mon program
;导入用于复制从 Nand Flash 中的映像文件到 SDRAM 中的函数
IMPORT RdNF2SDRAM ; Copy Image from Nand Flash to SDRAM
;定义代码段,名为 Init
AREA Init,CODE,READONLY
;在入口处( 0x0)开始的 8 个字单元空间内,存放的是 ARM 异常中断向量表,每个字单元空间都是一条
跳转指令, 当异常发生时, ARM 会自动跳转到相应的中断向量处, 并由该处的跳转指令再跳转到相应的执
行函数处
ENTRY ;程序入口处
EXPORT __ENTRY ;导出 __ENTRY ,即导出代码段入口地址
__ENTRY ;主要用于 MMU
ResetEntry
;1)The code, which converts to Big-endian, should be in little endian code.
;2)The following little endian code will be compiled in Big-Endian mode.
; The code byte order should be changed as the memory bus width.
;3)The pseudo instruction,DCD can not be used here because the linker generates error.
;在 0x0 处的异常中断是复位异常中断,是上电后执行的第一条指令
;变量 ENDIAN_CHANGE 用于标记是否要从小端模式改变为大端模式, 因为编译器初始模式是小端模式,
如果要用大端模式,就要事先把该变量设置为 TRUE ,否则为 FLASE
;变量 ENTRY_BUS_WIDTH 用于设置总线的宽度,因为用 16 位和 8 位宽度来表示 32 位数据时,在大端
模式下,数据的含义是不同的
;由于要考虑到大端和小端模式,以及总线的宽度,因此该处看似较复杂,其实只是一条跳转指令:当为
大端模式时,跳转到 ChangeBigEndian 函数处,否则跳转到 ResetHandler 函数处
ASSERT :DEF:ENDIAN_CHANGE ;判断是否定义了 ENDIAN_CHANGE
;如果没有定义,则报告该处错误信息
[ ENDIAN_CHANGE ;if ENDIAN_CHANGE ==TRUE
ASSERT :DEF:ENTRY_BUS_WIDTH ;判断是否定义了 ENTRY_BUS_WIDTH
;如果没有定义,则报告该处错误信息
[ ENTRY_BUS_WIDTH=32 ; if ENTRY_BUS_WIDTH ==32
;跳转到 ChangeBigEndian (ChangeBigEndian 在 0x24),因此该条指令的机器码为 0xea000007
;所以该语句与在该处(即 0x0 处)直接放入 0xea000007 数据(即 DCD 0xea000007 )作用相同
b ChangeBigEndian
]
[ ENTRY_BUS_WIDTH=16 ; if ENTRY_BUS_WIDTH ==16
;在小端模式下,用 16 位或 8 位数据总线宽度表示 32 位数据,与用 32 位总线宽度表示 32 位数据,格式
完全一致。但在大端模式下,格式就会发生变化
;在复位时,系统默认的是小端模式,所以就要人为地改变数据格式,使得用 16 位大端数据表示的 32 位
数据也能被小端模式的系统识别
;该语句的目的也是跳转到 ChangeBigEndian ,即机器码也应该是 0xea000007,但为了让小端模式系统识
别,就要把机器码的顺序做一下调整,改为 0x0007ea00,那么我们就可以用 DCD 0x0007ea00 把机器码装
载进去了,但由于该处不能使用 DCD 伪指令,因此我们就要用一条真实的指令来代替 DCD 0x0007ea00,
即该指令编译后的机器码也为 0x0007ea00,而 andeq r14,r7,r0,lsl #20 就是一条编译后机器码为 0x0007ea00
的指令,所以我们在该处写上该条指令
andeq r14,r7,r0,lsl #20 ;DCD 0x0007ea00
]
[ ENTRY_BUS_WIDTH=8 ;if ENTRY_BUS_WIDTH ==8
;该语句的分析与上一段代码的分析相似
;streq r0,[r0,-r10,ror #1] 编译后的机器码为 0x070000ea
streq r0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea
]
| ;else 即 ENDIAN_CHANGE ==FALSE
b ResetHandler ;跳转到 ResetHandler处,复位
]
b HandlerUndef ;未定义
b HandlerSWI ;软件中断
b HandlerPabort ;指令预取中止
b HandlerDabort ;数据访问中止
b . ;保留,跳转到自身地址处,即进入死循环
b HandlerIRQ ;外部中断请求
b HandlerFIQ ;快速中断请求
;以上为异常中断向量表
;跳转到 EnterPWDN ,处理电源管理的其他非正常模式,在 C 语言程序段中被调用
;该处地址为 0x20,至于为什么要在该处执行,我认为可能是该处离异常中断向量表最近吧
b EnterPWDN ; Must be @0x20.
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