基于ARM的嵌入式BootLoader设计与启动过程

3.3 初始化堆栈

ARM处理器有7种工作模式，每种模式都有独立的堆栈指针寄存器(SP)，并定义相应地址。改变状态寄存器(CPSR)的状态位，可使处理器切换到不同模式，然后给SP赋值，就实现了堆栈的初始化。需注意的是：不要切换到用户模式进行本模式的堆栈设置，因为进入该模式后就不能修改CPSR回到别的模式了,会影响程序的顺利执行[3]。初始化堆栈的代码如下所示：（以2个不同的SP寄存器SP_IRQ、SP_FIQ为例）

InitStacks: mrs r0,cpsr ；CPSR=》R0

bic r0,r0,#MODEMASK|NOINT ；屏蔽模式位和中断

orr r1,r0,#IRQMODE|NOINT ；MODEMASK =0x1f, NOINT = 0x80

msr cpsr_cxsf,r1 ；转到IRQ模式

ldr sp,=IRQStack ；设置SP_irq

orr r1,r0,#FIQMODE

msr cpsr_cxsf,r1 ；转到FIQ模式

ldr sp,=FIQStack

3.4 C例程全局变量初始化

全局变量的初始化，就是完成从ROM到RAM的数据传输和内容清零。可执行程序的映像结构由RO段、RW段和ZI段三部分组成，分别为只读数据段、可写数据段和堆栈段。其中RO段在Flash和RAM里都可运行；而RW和ZI段是必须转移到RAM中去的。尽管RAM的运行速度比Flash快的多，但由于RO段比较小，拷贝到RAM也需要时间，还要程序跳转，一比较两者的启动时间差不多，最终我们选择让RO段在Flash中运行。

开发工具中的链接器(Linker)提供了一定的机制来帮助我们完成这部分工作，其中|Image$$ZI$$Base|，|Image$$ZI$$Limit|，|Image$$RW$$Base|，|Image$$RO$$Limit| 是由链接器定义输出的。主要是输出段的起始和终止定位信息，具体程序实现如下：

startram : LDR a1,=|Image$$ZI$$Base| ；ZI段在RAM里面的起始地址

MOV a3,#0 ；寄存器清0

LDR a2,=|Image$$ZI$$Limit| ；ZI段在RAM里面的结束地址

CMP a1,a2

BEQ move_data

clear_loop : STR a3,[a1],#4 ；清一个字为0, a1 += 4

CMP a1,a2

BNE clear_loop

move_data LDR a1,=|Image$$RW$$Base| ；RW段在RAM中的起始地址

LDR a2,=|Image$$RO$$Limit| ；RW段在ROM中的起始地址

LDR a3,=|Image$$ZI$$Base| ；RW段在RAM中的结束地址

CMP a1,a3

BEQ goto_main

move_loop : LDR a4,[a2],#4

STR a4,[a1],#4 ；拷贝一个字，a1 += 4, a2 += 4

CMP a1,a3

BNE move_loop

goto_main : BL Main