嵌入式軟件開發(fā)之： 復(fù)位和初始化

13.5 復(fù)位和初始化

任何運(yùn)行在實(shí)際硬件上的嵌入式應(yīng)用程序，都必須在啟動時(shí)實(shí)現(xiàn)一些基本的系統(tǒng)初始化。本節(jié)將對此予以詳細(xì)討論。

13.5.1 初始化序列

圖13.14顯示了一個(gè)適用于ARM嵌入式系統(tǒng)的初始化序列。

圖13.14 ARM嵌入式系統(tǒng)的初始化序列

系統(tǒng)啟動時(shí)立即執(zhí)行復(fù)位處理程序，然后進(jìn)入$Sub$$main()的代碼執(zhí)行。

復(fù)位處理程序是用匯編語言編寫的代碼塊，它在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)執(zhí)行，完成系統(tǒng)初始化操作。對于具有局部存儲器的內(nèi)核，如Caches、緊密藕荷存儲器（TCM）、存儲管理單元（MMU）和存儲器保護(hù)單元（MPU）等，在初始化過程這一階段完成必要的配置。復(fù)位處理程序在執(zhí)行之后，通常跳轉(zhuǎn)到__main以開始C庫的初始化序列。

13.5.2 向量表

所有的ARM系統(tǒng)都有一個(gè)向量表（vector table）。向量表不是初始化序列的一部分，但是對每個(gè)要處理的異常，它必須存在。這些地址通常包含以下形式的跳轉(zhuǎn)指令。

· Baddress>：該條指令實(shí)現(xiàn)了相對于pc的跳轉(zhuǎn)

· LDR pc，[pc，offset]：這條指令將異常處理程序的入口地址從存儲器裝載到pc。該地址是一個(gè)32位的絕對地址。由于有額外的存儲器訪問，裝載跳轉(zhuǎn)地址會使分支跳轉(zhuǎn)到特定處理程序，給系統(tǒng)執(zhí)行帶來延時(shí)。不過，可以使用這種方法跳轉(zhuǎn)到存儲空間內(nèi)的任意地址。

· MOV pc，＃immediate：將一個(gè)立即數(shù)復(fù)制到pc。使用該指令可以跨越整個(gè)地址空間，但是受到地址對齊問題的限制。這個(gè)地址必須由8位立即數(shù)循環(huán)右移偶數(shù)次得到。

另外，也可以在向量表中使用其他類型的指令。例如，F(xiàn)IQ處理程序可以從地址0x1c處開始執(zhí)行。因?yàn)樗挥谙蛄勘淼淖詈?，這樣FIQ處理程序就可以不用跳轉(zhuǎn)，立即從FIQ向量地址處開始執(zhí)行。

下面的例子顯示了一個(gè)使用LDR指令的向量表裝載過程。

;**********************************

;* VECTOR TABLE *

;**********************************

AREA vectors, CODE

ENTRY

; 定義標(biāo)準(zhǔn)的ARM向量表

INT_Vectors

LDR PC, INT_Reset_Addr

LDR PC, INT_Undef_Addr

LDR PC, INT_Software_Addr

LDR PC, INT_Prefetch_Addr

LDR PC, INT_Data_Addr

LDR PC, INT_Reserved_Addr

LDR PC, INT_IRQ_Addr

LDR PC, INT_FIQ_Addr

在向量表的入口處要有ENTRY標(biāo)識。該標(biāo)識通知鏈接程序該代碼是一個(gè)可能的入口點(diǎn)，因而在鏈接時(shí)，不能被清除。

13.5.3 ROM/RAM重映射

啟動時(shí)，0x0處必須要有一條有效指令，因此，復(fù)位時(shí)0x0000地址必須為非易失性存儲器，如ROM或FLASH。

可以將ROM定位在0x0處。但是，這樣配置有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先ROM存取速度通常較RAM要慢，當(dāng)跳轉(zhuǎn)到異常處理程序時(shí)，系統(tǒng)性能可能會大受影響。其次，將向量表放于ROM中，運(yùn)行時(shí)不能修改。

存儲器地址重映射（Memory Remap）是當(dāng)前很多先進(jìn)控制器所具有的功能。所謂地址重映射就是可以通過軟件配置來改變存儲器物理地址的一種機(jī)制或方法。

當(dāng)一段程序?qū)\(yùn)行自己得存儲器進(jìn)行重映射時(shí)，需要特別注意保證程序執(zhí)行流程在重映射前后的承接關(guān)系。實(shí)現(xiàn)重映射的關(guān)鍵就是要使程序指針在remap以后能繼續(xù)往下得到正確的指令。本書中介紹兩種實(shí)現(xiàn)重映射的機(jī)制，不同的系統(tǒng)可能會有多種靈活的remap方案，用戶在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)要具體分析。