IAR下的匯編/單片機啟動代碼匯編
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初始化堆棧
因為ARM有7種執(zhí)
行狀態(tài),每一種狀態(tài)的堆棧指針寄存器（SP）都是獨立的。因此,對程序中需要用到的每一種模式都要給
SP定義一個堆棧地址。方法是改變狀態(tài)寄存器內的狀態(tài)位,使處理器切換到不同的狀態(tài),讓后給SP賦值。
注意：不要切換到User模式進行User模式的堆棧設置,因為進入User模式后就不能再操作CPSR 回到別的
模式了,可能會對接下去的程序執(zhí)行造成影響。
這是一段堆棧初始化的代碼示例,其中只定義了三種模式的SP指針：
MRS R0,CPSR
BIC R0,R0,#MODEMASK 安全起見,屏蔽模式位以外的其他位
ORR R1,R0,#IRQMODE
MSR CPSR_cxfs,R1
LDR SP,=UndefStack
ORR R1,R0,#FIQMODE
MSR CPSR_cxsf,R1
LDR SP,=FIQStack
ORR R1,R0,#SVCMODE
MSR CPSR_cxsf,R1
LDR SP,=SVCStack
初始化有特殊要求的端口,設備初始化應用程序執(zhí)行環(huán)境
映像一開始總是存儲在ROM／Flash里面的,其RO部分即可以在ROM／Flash里面執(zhí)行,也可以轉移到速度更快的RAM中執(zhí)行;而RW和ZI這兩部分是必須轉移到可寫的RAM里去。所謂應用程序執(zhí)行環(huán)境的初始化,就是完成必要的從ROM到RAM的數據傳輸和內容清零。
下面是在ADS下,一種常用存儲器模型的直接實現：
LDR r0,=|Image$$RO$$Limit| 得到RW數據源的起始地址
LDR r1,=|Image$$RW$$Base| RW區(qū)在RAM里的執(zhí)行區(qū)起始地址
LDR r2,=|Image$$ZI$$Base| ZI區(qū)在RAM里面的起始地址
CMP r0,r1 比較它們是否相等
BEQ ?
0 CMP r1,r3
LDRCC r2,[r0],#4STRCC r2,[r1],#4
BCC ?
1 LDR r1,=|Image$$ZI$$Limit|
MOV r2,#0
2 CMP r3,r1
STRCC r2,[r3],#4
BCC ?
程序實現了RW數據的拷貝和ZI區(qū)域的清零功能。其中引用到的4個符號是由鏈接器第一輸出的。
|Image$$RO$$Limit|：表示RO區(qū)末地址后面的地址,即RW數據源的起始地址
|Image$$RW$$Base|：RW區(qū)在RAM里的執(zhí)行區(qū)起始地址,也就是編譯器選項RW_Base指定的地址
|Image$$ZI$$Base|：ZI區(qū)在RAM里面的起始地址
|Image$$ZI$$Limit|：ZI區(qū)在RAM里面的結束地址后面的一個地址
程序先把ROM里|Image$$RO$$Limt|開始的RW初始數據拷貝到RAM里面|Image$$RW$$Base|開始的地址,當RAM這邊的目標地址到達|Image$$ZI$$Base|后就表示RW區(qū)的結束和ZI區(qū)的開始,接下去就對這片ZI區(qū)進行清零操作,直到遇到結束地址|Image$$ZI$$Limit|
改變處理器模式
因為在初始化過程中,許多操作需要在特權模式下才能進行（比如對CPSR的修改）,所以要特別注意不能過早的進入用戶模式。
內核級的中斷使能也可以考慮在這一步進行。如果系統(tǒng)中另外存在一個專門的中斷控制器,這么做總是安全的。
呼叫主應用程序
當所有的系統(tǒng)初始化工作完成之后,就需要把程序流程轉入主應用程序。最簡單的一種情況是：
IMPORT main
B main
直接從啟動代碼跳轉到應用程序的主函數入口,當然主函數名字可以由用戶隨便定義。
在ARM ADS環(huán)境中,還另外提供了一套系統(tǒng)級的呼叫機制。
IMPORT __main
B __main
__main()是編譯系統(tǒng)提供的一個函數,負責完成庫函數的初始化和初始化應用程序執(zhí)行環(huán)境,最后自動跳轉到main()函數。(
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本文主要以philips公司ARM7TDMI核的LPC2119為例來分析如何編寫ARM7的啟動代碼。
1、啟動代碼
在嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)中，應用程序通常是在嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)平臺上采用C語言編寫的。然而，在ARM系統(tǒng)上電復位后，需要設置中斷向量表、初始化各模式堆棧、設置系統(tǒng)時鐘頻率等，而這些過程都是針對ARM內部寄存器結構的操作，用C語言編程是很難實現的。因此在轉到應用程序的c／c++編寫之前，需要用ARM的匯編語言編寫啟動代碼,由啟動代碼完成系統(tǒng)初始化以及跳轉到用戶C程序。在ARM設計開發(fā)中，啟動代碼的編寫是一個極重要的過程。然而啟動代碼隨具體的目標系統(tǒng)和開發(fā)系統(tǒng)有所區(qū)別，但通常包含以下部分：
·向量表定義
·地址重映射及中斷向量表的轉移
·堆棧初始化
·設置系統(tǒng)時鐘頻率
·中斷寄存器的初始化
·進入C應用程序
下面就結合PHILIPS的LPC2119的啟動代碼來分析與說明ARM7處理器的啟動代碼的編寫。
1.１向量表定義
ARM芯片上電或復位后，系統(tǒng)進入管理模式、ARM狀態(tài)、PC(R15)指向0x00000000地址處。中斷向量表為每一個中斷設置1個字的存儲空間，存放一條跳轉指令，通過這條指令使PC指針指向相應的中斷服務程序入口，繼而執(zhí)行相應的中斷處理程序。LPC2219的中斷向量表和其它基于ARM核的芯片中斷向量表較類似，只要注意LPC2219要使向量表所有數據32位累加和為零(0x00000000－0x0000001C的8個字的機器碼累加), 才能使用戶的程序脫機運行。
1.2 地址重映射及中斷向量表的轉移
ARM7處理器在復位后從地址0讀取第一條指令并執(zhí)行，因此系統(tǒng)上電后地址0必須是非易失的ROM/FLASH，這樣才能保證處理器有正確可用的指令。為了加快對中斷的處理以及實現在不同操作系統(tǒng)模式下對中斷的處理，這就需要重新映射中斷向量表、Bootblock和SRAM空間的一小部分。ARM具有非常靈活的存儲器地址分配特性。ARM處理器的地址重映射機制有兩種情況：
?、儆蓪ｉT的寄存器完成重映射(Remap),只需對相應的Remap寄存器相應位設置即可。
②沒有專門的Remap控制寄存器需要重新改寫用于控制存儲器起始地址的塊(Bank)寄存器來實現Remap。在LPC2119上的重映射，可以通過存儲器映射控制器來實現。實現REMAP操作的程序實現如下：
MOV R8,#0x40000000； /設置新向量表起始地址/
LDR R9,=Interrupt_Vector_Table； /讀原向量表源地址/
LDMIA R9!,(R0-R7)； /復制中斷向量表及中斷處理程序的入口地址到RAM中（64字節(jié)）/
STMIA R8!,(R0-R7)
LDMIA R9!,(R0-R7)
STMIA R8!,(R0-R7)
LDR R8，=MEMMAP ； /REMMAP操作/
MOV R9，#0x02
STR R9, [R8]
1.3 堆棧初始化
啟動代碼中各模式堆?？臻g的設置是為中斷處理和程序跳轉時服務的。當系統(tǒng)響應中斷或程序跳轉時，需要將當前處理器的狀態(tài)和部分重要參數保存在一段存儲空間中，所以對每個模式都要進行堆棧初始化工作，給每個模式的SP定義一個堆?；刂泛投褩５娜萘俊６褩５某跏蓟袃煞N方法：第一種方法是結合ADS開發(fā)套件中的分散加載文件來定義堆棧。第二種方法是最簡單也是最常用的一種就是直接進入對應的處理器模式，為SP寄存器指定相應的值。下面給出了用第二種方法初始化管理模式和中斷模式堆棧的程序：
MSR CPSR_c, #0xD3 ； /切換到管理模式，并初始化管理模式的堆棧/
LDR SP, Stack_Svc
MSR CPSR_c, #0xD2 ； /切換到IRQ模式，并初始化IRQ模式的堆棧/
LDR SP, Stack_Irq
…
1.4 系統(tǒng)部分時鐘初始化
時鐘是芯片各部分正常工作的基礎，應該在進入main()函數前設置。部分ARM7片子內部集成有PLL(鎖相環(huán))電路，用戶可以用低頻率的晶振通過PLL電路獲得一個較高頻率的時鐘。LPC2119內部的PLL電路接受的輸入時鐘頻率范圍為10～25MHz，輸入頻率通過一個電流控制振蕩器（CCO）倍增到范圍10～60MHz。同時為了使高速的ARM處理器與低速的外設正常通訊和降低功耗(降低外設運行速度使功耗降低)，LPC2119又集成了一個額外的分頻器。PLL的激活是由PLLCON寄存器控制。PLL倍頻器和分頻器的值由PLLCFG寄存器控制。對PLLCON或PLLCFG寄存器的更改必須遵循嚴格的順序，否則所作更改是無法生效的（在連續(xù)的VPB周期內向PLLFEED寄存器寫入0xAA、0x55，在此期間中斷必須是被禁止的。）
1.5 中斷初始化
ARM7的向量中斷控制器(Vectored Interrupt Controller)可以將中斷編程為3類：FIQ、向量IRQ、非向量IRQ。FIQ中斷請求的優(yōu)先級最高，其次是IRQ中斷請求，非向量IRQ的優(yōu)先級最低。VIC具有32個中斷請求輸入，但在LPC2219中只占用了17個中斷輸入。對于這17個中斷源的IRQ/FIQ選擇，由VICIntSelect寄存器控制，當對應位設置位1時，則此中斷為FIQ中斷，否則為IRQ中斷。若再將IRQ中斷設置到向量控制寄存器(VICVectCntIn)中，則此中斷為向量IRQ中斷，否則為非向量IRQ中斷。FIQ中斷是專門用來處理那些需要及時響應的特殊事件，盡可能地只給FIQ分配一個中斷源。
1.6 進入C應用程序
至此，系統(tǒng)各部分的初始化基本完成，可以直接從啟動代碼轉入到應用程序的main()函數入口。從啟動代碼轉入到應用程序的實例代碼如下：
IMPORT main
LDR R0，=main
BX R0
2、總結
一個優(yōu)秀的啟動代碼將給應用程序的開發(fā)提供一個良好的開發(fā)平臺。本文中較詳細的討論了啟動代碼的編寫及難點。其中在堆棧初始化過程中要特別的注意兩點：
①要盡量給堆棧分配快速和高帶寬的存儲器。
?、诒M量避免過早將處理器切換到用戶模式，一般在系統(tǒng)初始化的最后階段才切換到用戶模式(用戶模式沒有權限通過修改CPSR來進行模式切換)。
嵌入式系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，使啟動代碼的編寫成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員應該具備的能力。本文有助于正在從事嵌入式ARM開發(fā)的讀者理解啟動代碼的內涵與編寫出適合自己的啟動代碼。
關鍵詞：
IAR匯編單片機啟動代
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