ARM启动代码研究

Reguire8和Preserve8
C和汇编有8位对齐的要求，这两个伪指令可以满足此要求，存在REQUIRE8<——> PRESERVE8的对应关系，但不是说有一个REQUIRE8就要有一个 PRESERVE8，如果是一个c文件和一个汇编文件的调用，也就涉及一个PRESERVE8或者是一个REQUIRE8.
另外，REQUIRE8和PRESERVE8并不完成8 byte 对齐的操作，对齐由ALIGN完成。
将ADS的代码移植到KEIL MDK上需要做的修改:
当用户拥有ADS遗留工程的所有源代码时,使用MDK重新编译链接全部代码是最好的解决方法,MDK中的新版本编译工具会重新生成满足堆栈8BYTE对齐要求的目标文件,避免由于堆栈不对齐引起的链接错误.
从ADS到KEIL很重要的一个修改的地方就是这里的8BYTE对齐,想要编译通过,在sta rtup.s里面我们必须加入PRESERVE8指令,使得寄存器8BYTE对齐.
代码:
CODE32
PRESERVE8 ;这个在KEIL里面是必须的,要求8BYTE对齐.在ADS的 启动代码中就没有.
AREA vectors,CODE,READONLY
2: ARM的处理器可工作于多种模式,下面设置个模式的一些参数.
Mode_USR EQU 0x10 用户模式
Mode_FIQ EQU 0x11 快中断模式
Mode_IRQ EQU 0x12 中断模式
Mode_SVC EQU 0x13 管理模式
Mode_ABT EQU 0x17 中止模式
Mode_UND EQU 0x1B 未定义模式
Mode_SYS EQU 0x1F 系统模式
参数的由来:这里各个模式的参数是由寄存器CPSR的模式位设置M[4:0]得来的,比如这里的用户模式,CPSR的M[4:0]设置为10000就是0x10,同理其他.详见 <嵌入式系统< strong> 基础教程>>P47页,CPSR设置很关键!
3:
I_Bit EQU 0x80 ; when I bit is set, IRQ is disab led
F_Bit EQU 0x40 ; when F bit is set, FIQ is disabled
也和CPSR寄存器的设置有关,这里两位是禁止/开启快速中断和一般中断的设置.
4: 各模式下定义的堆栈地址.
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
设置堆栈大小
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
堆栈大小的设置,各公司写的启动代码有所不同,但是不影响大局,可以借鉴一些你认为比较简单的启动代码,然后写自己的堆栈地址和大小设置程序.
5:堆的设置
Heap_Size EQU 0x00000000
AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Heap_Mem SPACE Heap_Size
AREA Init,CODE,READONLY,ALIGN=3 //指定后面的指令为8位对齐(2的3次方)
align n
它的含义就是使得下面的代码按一定规则对齐，.align n 指令的对齐值有两种方案，n 或 2^n ，各种平台最初的汇编器一般都不是gas，采取方案1或2的都很多，gas的目标是取代原来的汇编器，必然要保持和原来汇编器的兼容，因此在gas中如何解释 .align指令会显得有些混乱，原因在于保持兼容。 arm-linux是按照2^n的方案对齐的. ARM的.align 5就是2的5次方(32位)对齐，也就是4字节(32位)对齐.
6: AREA RESET, CODE, READONLY
ARM
下面的是ARM的代码,不是THUMB.
7: 中断向量表
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

;未定义指令
Undefined
B Undefined
;软中断
SoftwareInterrupt
B SoftwareInterrupt
;取指令中止
PrefetchAbort
B PrefetchAbort
;取数据中止
DataAbort
B DataAbort
;快速中断
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
;设置管理模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd3
LDR SP, StackSvc
;Build the IRQ stack
;设置中断模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd2
LDR SP, StackIrq
;Build the FIQ stack
;设置快速中断模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd1
LDR SP, StackFiq
;Build the DATAABORT stack
;设置中止模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd7
LDR SP, StackAbt
;Build the UDF stack
;设置未定义模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xdb
LDR SP, StackUnd
;Build the SYS stack
;设置系统模式堆栈
MSR CPSR_c, #0x5f ;#0xdf
LDR SP, =StackUsr
MOV PC, R0

9: BL InitStack ;初始化堆栈 Initialize the stack
BL TargetResetIni;目标板基本初始化 ;跳转到c语言入口 Jump to the entry point of C program
B __main

周立功启动代码:
;

;define the stack size
;定义堆栈的大小
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

;定义处理器模式,用户/管理/系统/中断
USR32Mode EQU 0x10
SVC32Mode EQU 0x13
SYS32Mode EQU 0x1f
IRQ32Mode EQU 0x12
FIQ32Mode EQU 0x11

PINSEL2 EQU 0xE002C014//定义PINSEL2地址,这个地址的值一般用户不需要改变,和芯片的加密有关
//更改后有可能使得JTAG调试失效,进入芯片加密状态.
BCFG0 EQU 0xFFE00000
BCFG1 EQU 0xFFE00004
BCFG2 EQU 0xFFE00008
BCFG3 EQU 0xFFE0000C//定义存储器组配置寄存器

BCFG_16DEF EQU 0x10000400 ;// 16Bit Bus
BCFG_CS3 EQU (BCFG_16DEF | (0x01<<00) | (0x07<<05) | (0x07<<11)) ;// 分别是IDCY/WST1/WST2对应读写速率等
;//从第0位开始对其写入0001，
;//从第5位开始写入0111
;//从11位开始写入0111(0x07)/11111(0x1f)
IMPORT __use_no_semihosting_swi

;The imported labels
;引入的外部标号在这声明
IMPORT FIQ_Exception ;Fast interruptexceptions handler 快速中断异常处理程序
IMPORT __main ;The entry point to the main function C语言主程序入口
IMPORT TargetResetInit ;initialize the target board 目标板基本初始化

;The emported labels
;给外部使用的标号在这声明
EXPORT bottom_of_heap
EXPORT StackUsr

EXPORT Reset
EXPORT __user_initial_stackheap

CODE32

AREA vectors,CODE,READONLY
ENTRY

;interrupt vectors
;中断向量表
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

;未定义指令
Undefined
B Undefined

;软中断
SoftwareInterrupt
B SoftwareInterrupt

;取指令中止
PrefetchAbort
B PrefetchAbort

;取数据中止
DataAbort
B DataAbort

;快速中断
FIQ_Handler
STMFD SP!, {R0-R3, LR}
BL FIQ_Exception
LDMFD SP!, {R0-R3, LR}
SUBS PC, LR, #4

;
InitStack
MOV R0, LR
;Build the SVC stack
;设置管理模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd3
LDR SP, StackSvc
;Build the IRQ stack
;设置中断模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd2
LDR SP, StackIrq
;Build the FIQ stack
;设置快速中断模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd1
LDR SP, StackFiq
;Build the DATAABORT stack
;设置中止模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xd7
LDR SP, StackAbt
;Build the UDF stack
;设置未定义模式堆栈
MSR CPSR_c, #0xdb
LDR SP, StackUnd
;Build the SYS stack
;设置系统模式堆栈
MSR CPSR_c, #0x5f ;#0xdf
LDR SP, =StackUsr

MOV PC, R0

;
ResetInit
;初始化外部 总线控制器，根据目标板决定配置
;
; 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 ;初始化堆栈 Initialize the stack
BL TargetResetInit ;目标板基本初始化 Initialize the target board
;跳转到c语言入口 Jump to the entry point of C program

B __main

;
__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

;
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 ;
ENDIF

;
AREA MyStacks, DATA, NOINIT, ALIGN=2
SvcStackSpace SPACE SVC_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Administration Mode 管理模式堆栈空间
IrqStackSpace SPACE IRQ_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Interrupt ReQuest Mode 中断模式堆栈空间
FiqStackSpace SPACE FIQ_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Fast Interrupt reQuest Mode 快速中断模式堆栈空间
AbtStackSpace SPACE ABT_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Suspend Mode 中止义模式堆栈空间
UndtStackSpace SPACE UND_STACK_LEGTH * 4 ;Stack spaces for Undefined Mode 未定义模式堆栈

AREA Heap, DATA, NOINIT
bottom_of_heap SPACE 1

AREA Stacks, DATA, NOINIT
StackUsr

END
;