ARM啟動代碼研究

admin @ 2014-03-25 , reply:0

1:PRESERVE8:
Reguire8和Preserve8
C和彙編有8位對齊的要求,這兩個偽指令可以滿足此要求,存在REQUIRE8<——> PRESERVE8的對應關係,但不是說有一個REQUIRE8就要有一個 PRESERVE8,如果是一個c文件和一個彙編文件的調用,也就涉及一個PRESERVE8或者是一個REQUIRE8.
另外,REQUIRE8和PRESERVE8並不完成8 byte 對齊的操作,對齊由ALIGN完成。

將ADS的代碼移植到KEIL MDK上需要做的修改:
當用戶擁有ADS遺留工程的所有源代碼時,使用MDK重新編譯鏈接全部代碼是最好的解決方法,MDK中的新版本編譯工具會重新生成滿足堆棧8BYTE對齊要求的目標文件,避免由於堆棧不對齊引起的鏈接錯誤.
從ADS到KEIL很重要的一個修改的地方就是這裡的8BYTE對齊,想要編譯通過,在startup.s裡面我們必須加入PRESERVE8指令,使得寄存器8BYTE對齊.
代碼:
CODE32
PRESERVE8  ;這個在KEIL裡面是必須的,要求8BYTE對齊.在ADS的啟動代碼中就沒有.
AREA vectors,CODE,READONLY

2: ARM的處理器可工作於多種模式,下面設置個模式的一些參數.
Mode_USR        EQU     0x10  用戶模式 
Mode_FIQ        EQU     0x11  快中斷模式
Mode_IRQ        EQU     0x12  中斷模式
Mode_SVC        EQU     0x13  管理模式
Mode_ABT        EQU     0x17  中止模式
Mode_UND        EQU     0x1B  未定義模式
Mode_SYS        EQU     0x1F  系統模式
參數的由來:這裡各個模式的參數是由寄存器CPSR的模式位設置M[4:0]得來的,比如這裡的用戶模式,CPSR的M[4:0]設置為10000就是0x10,同理其他.詳見<>P47頁,CPSR設置很關鍵!

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寄存器的設置有關,這裡兩位是禁止/開啟快速中斷和一般中斷的設置.

4: 各模式下定義的堆棧地址.
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
設置堆棧大小
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
堆棧大小的設置,各公司寫的啟動代碼有所不同,但是不影響大局,可以借鑒一些你認為比較簡單的啟動代碼,然後寫自己的堆棧地址和大小設置程序.

5:堆的設置
Heap_Size       EQU     0x00000000
                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
AREA Init,CODE,READONLY,ALIGN=3 //指定後面的指令為8位對齊(2的3次方)
align n
它的含義就是使得下面的代碼按一定規則對齊,.align n 指令的對齊值有兩種方案,n 或 2^n ,各種平台最初的彙編器一般都不是gas,採取方案1或2的都很多,gas的目標是取代原來的彙編器,必然要保持和原來彙編器的兼容,因此在gas中如何解釋 .align指令會顯得有些混亂,原因在於保持兼容。arm-linux是按照2^n的方案對齊的. ARM的.align 5就是2的5次方(32位)對齊,也就是4位元組(32位)對齊.

6: AREA    RESET, CODE, READONLY
   ARM
下面的是ARM的代碼,不是THUMB.

7: 中斷向量表
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

;未定義指令
Undefined
        B       Undefined
;軟中斷
SoftwareInterrupt   
        B       SoftwareInterrupt 
;取指令中止
PrefetchAbort
        B       PrefetchAbort
;取數據中止
DataAbort
        B       DataAbort
;快速中斷
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
;設置管理模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xd3  
        LDR     SP, StackSvc 
;Build the IRQ stack 
;設置中斷模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xd2
        LDR     SP, StackIrq
;Build the FIQ stack
;設置快速中斷模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xd1
        LDR     SP, StackFiq
;Build the DATAABORT stack
;設置中止模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xd7
        LDR     SP, StackAbt
;Build the UDF stack
;設置未定義模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xdb
        LDR     SP, StackUnd
;Build the SYS stack
;設置系統模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0x5f                  ;#0xdf
        LDR     SP, =StackUsr
        MOV     PC, R0

9:  BL  InitStack               ;初始化堆棧 Initialize the stack
    BL  TargetResetIni;目標板基本初始化                                        ;跳轉到c語言入口 Jump to the entry point of C program
B       __main

周立功啟動代碼:
;/****************************************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
;**                             //改進了匯流排,可以根據這裡的更改來控制匯流排的速率
;**------------------------------------------------------------------------------------------------------
;** Modified by:   Chenmingji
;** Modified date:  2004-09-17
;** Version:    1.02
;** Descriptions:   Added codes to support the enciphering of the chip
;**                             //增加了晶元加密
;**------------------------------------------------------------------------------------------------------
;** 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,加入更多代碼來支持更多的編譯
;**------------------------------------------------------------------------------------------------------
;** Modified by:   
;** Modified date:
;** Version: 
;** Descriptions:
;**
;********************************************************************************************************/

;define the stack size
;定義堆棧的大小
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

;定義處理器模式,用戶/管理/系統/中斷
USR32Mode   EQU 0x10
SVC32Mode   EQU 0x13
SYS32Mode   EQU 0x1f
IRQ32Mode   EQU 0x12
FIQ32Mode   EQU 0x11

PINSEL2     EQU 0xE002C014//定義PINSEL2地址,這個地址的值一般用戶不需要改變,和晶元的加密有關
                            //更改後有可能使得JTAG調試失效,進入晶元加密狀態.
BCFG0       EQU 0xFFE00000
BCFG1       EQU 0xFFE00004
BCFG2       EQU 0xFFE00008
BCFG3       EQU 0xFFE0000C//定義存儲器組配置寄存器

BCFG_16DEF EQU     0x10000400      ;// 16Bit Bus
BCFG_CS3    EQU  (BCFG_16DEF | (0x01<<00) | (0x07<<05) | (0x07<<11))   ;// 分別是IDCY/WST1/WST2對應讀寫速率等
                                  ;//從第0位開始對其寫入0001,
                                               ;//從第5位開始寫入0111
                                                             ;//從11位開始寫入0111(0x07)/11111(0x1f) 
    IMPORT __use_no_semihosting_swi

;The imported labels
;引入的外部標號在這聲明
    IMPORT  FIQ_Exception                   ;Fast interrupt exceptions handler 快速中斷異常處理程序
    IMPORT  __main                          ;The entry point to the main function C語言主程序入口
    IMPORT  TargetResetInit                 ;initialize the target board 目標板基本初始化

;The emported labels
;給外部使用的標號在這聲明
    EXPORT  bottom_of_heap
    EXPORT  StackUsr
    
    EXPORT  Reset
    EXPORT __user_initial_stackheap

    CODE32

    AREA    vectors,CODE,READONLY
        ENTRY

;interrupt vectors
;中斷向量表
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

;未定義指令
Undefined
        B       Undefined

;軟中斷
SoftwareInterrupt   
        B       SoftwareInterrupt 

;取指令中止
PrefetchAbort
        B       PrefetchAbort

;取數據中止
DataAbort
        B       DataAbort

;快速中斷
FIQ_Handler
        STMFD   SP!, {R0-R3, LR}
        BL      FIQ_Exception
        LDMFD   SP!, {R0-R3, LR}
        SUBS    PC,  LR,  #4
       
;/*********************************************************************************************************
;** unction name  函數名稱:  InitStack
;** Descriptions  功能描述:  Initialize the stacks  初始化堆棧
;** input parameters  輸 入:    None 無
;** Returned value    輸 出 :   None 無
;** Used global variables 全局變數:  None 無
;** Calling modules  調用模塊:  None 無
;**
;** Created by   作 者:  Chenmingji 陳明計
;** 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
;Build the SVC stack
;設置管理模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xd3  
        LDR     SP, StackSvc 
;Build the IRQ stack 
;設置中斷模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xd2
        LDR     SP, StackIrq
;Build the FIQ stack
;設置快速中斷模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xd1
        LDR     SP, StackFiq
;Build the DATAABORT stack
;設置中止模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xd7
        LDR     SP, StackAbt
;Build the UDF stack
;設置未定義模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0xdb
        LDR     SP, StackUnd
;Build the SYS stack
;設置系統模式堆棧
        MSR     CPSR_c, #0x5f                  ;#0xdf
        LDR     SP, =StackUsr

        MOV     PC, R0

;/*********************************************************************************************************
;** unction name  函數名稱:  ResetInit
;** Descriptions  功能描述:  RESET  複位入口
;** input parameters  輸 入:    None 無
;** Returned value    輸 出 :   None 無
;** Used global variables 全局變數:  None 無
;** Calling modules  調用模塊:  None 無
;**
;** Created by   作 者:  Chenmingji 陳明計
;** Created Date  日 期:  2004/02/02 2004年2月2日
;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------
;** Modified by  修 改: Chenmingji 陳明計
;** Modified date  日 期: 2004/02/02 2004年3月3日
;**-------------------------------------------------------------------------------------------------------
;********************************************************************************************************/
ResetInit
;初始化外部匯流排控制器,根據目標板決定配置
;
;           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               ;初始化堆棧 Initialize the stack
        BL      TargetResetInit         ;目標板基本初始化 Initialize the target board
                                        ;跳轉到c語言入口 Jump to the entry point of C program
      
        B       __main

;/*********************************************************************************************************
;** unction name  函數名稱:  __user_initial_stackheap
;** Descriptions  功能描述:  Initial the function library stacks and heaps, can not deleted!   庫函數初始化堆和棧,不能刪除
;** input parameters  輸 入:    reference by function library 參考庫函數手冊
;** Returned value    輸 出 :   reference by function library 參考庫函數手冊
;** Used global variables 全局變數:  None 無
;** Calling modules  調用模塊:  None 無
;**
;** Created by   作 者:  Chenmingji 陳明計
;** 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  函數名稱:  CrpData
;** Descriptions  功能描述:  encrypt the chip
;** input parameters  輸 入:    None 無
;** Returned value    輸 出 :   None 無
;** Used global variables 全局變數:  None 無
;** Calling modules  調用模塊:  None 無
;**
;** Created by   作 者:  Chenmingji 陳明計
;** 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 為0x87654321,user code be protected. 當此數為0x87654321時,用戶程序被保護 */
    ENDIF
   
;/* 分配堆棧空間 */
        AREA    MyStacks, DATA, NOINIT, ALIGN=2
SvcStackSpace      SPACE   SVC_STACK_LEGTH * 4  ;Stack spaces for Administration Mode 管理模式堆棧空間
IrqStackSpace      SPACE   IRQ_STACK_LEGTH * 4  ;Stack spaces for Interrupt ReQuest Mode 中斷模式堆棧空間
FiqStackSpace      SPACE   FIQ_STACK_LEGTH * 4  ;Stack spaces for Fast Interrupt reQuest Mode 快速中斷模式堆棧空間
AbtStackSpace      SPACE   ABT_STACK_LEGTH * 4  ;Stack spaces for Suspend Mode 中止義模式堆棧空間
UndtStackSpace     SPACE   UND_STACK_LEGTH * 4  ;Stack spaces for Undefined Mode 未定義模式堆棧

        AREA    Heap, DATA, NOINIT
bottom_of_heap    SPACE   1

        AREA    Stacks, DATA, NOINIT
StackUsr

    END
;/*********************************************************************************************************
;**                            End Of File
;********************************************************************************************************/




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