ARM启动过程

2011-08-07 18:30:52来源: 互联网

ARM 启动过程
    对于一般的嵌入式系统来讲,考虑到系统成本,运行速度等因素,往往联合使用好几种存储器件。在下面讲到的例子中,是我在开发中用到的一个 ARM9EJ 的处理器,系统中采用了SDRAM, ROM, Nand FLASH, ITCM ,DTCM 等。 
  

SDRAM: 程序正常运行时所在的存储器, 物理地址 0x24000000 - 0x24800000 (以8M 为例);
    ROM:   复位后, ARM 从 ROM 启动, ROM 是只读的,出厂时就烧好了,不可更改,正常运行时,物理地址:
            0x2C000000 - 0x2C006000 (24KB);
    Nand FLASH: 外接存储器件,正常运行的程序会通过烧录工具先放在这里。也可以做为用户的数据存储区,通过文件系统来访问。
    ITCM, DTCM: 类似与 SDRAM ,但是速度比 SDRAM 快很多,当进行大量,繁琐,且实时性要求较高的运算时,使用该存储。

    从开机,即对处理器发送一个 RESET 信号后, ARM 处理器就进入中断模式,从中断向量 RESET 处理,即地址0x00000000 处开始执行。但是,我们看到,整个系统在物理地址 0 处是没有存储器件的。实际上是, 对与大多数的ARM处理器来讲,有一个硬件映射的机制。对与这个处理器来说,开始时,默认将 ROM (0x2C000000 - 0x2C006000) 映射到地址零处,注意,此动作是由硬件达成的,软件不用考虑。此时,送到地址总线的地址是 0x00000000, 但是对应的却是ROM 中offset 为0处的代码。 看看ROM 中代码是怎么考虑的:

    .section .boot                  #1
    __RESET_ADDR:
 /* Move PC to ROM address */
  LDR PC, =0x2C000024            #2
 /* Hardward init */
 BL  __HARDWARD_INIT         

 /* Detect SDRAM size */
 BL  __SDRAM_DETECT

 /* SDRAM init */
 BL  __SDRAM_INIT

 /* Data section init */
 BL  __DATA_INIT                #3


 /* BSS section init */
 BL  __BSS_INIT                 #4
 
 /* ARM mode stacks init */
 BL  __STACK_INIT               #5


 /* Enter C code */
 B __MMU_START_MAIN              #6
  
    需要注意的是上面标出来的6个地方,下面分别解释:
    #1
    GCC 会把以下的代码放到 .boot 段中,通过 ld 中对 .boot 的安排,可将该段放在指定的地址空间,参见后面的 ld 描述;
  
    #2
    此处将 PC 指针赋值为 0x2C000024, 通过对这个 .boot 段进行反汇编,可以看到该地址对应
    BL  __HARDWARD_INIT, 就是该条指令的下一条。 此时,物理地址 0x00000024 和 0x2C000024 都对应这条指令,这是由于重映射机制造成的。通过,执行
    LDR PC, =0x2C000024, 使得处理器的地址空间从原来的 0x0000000 变到 0x2C000000 ,这是必要的。其一: ROM 本身就对应在 0x2C000000 这个地址空间,恢复到此空间是很自然的。其二:为后面的重映射做准备。因为ROM 的运行速度没有 SDRAM 快,所以通常把程序加载到 SDRAM 中运行,由于中断向量的在 0x00000000 处,所以需要把 SDRAM 映射到 0 地址去,这也是硬件映射的。如果不做这种转换的话,当进行了硬件映射后,两条指令就接不上了,上一条指令是 0x0000xxxx, 位于 ROM 中,下一条指令 0x0000xxxy 为与SDRAM ,会接着从 SDRAM 中执行,很容易出问题。
  
    #3
    此处做数据段的初始化的,数据段是可读可写的。所以必须把数据段搬到 SDRAM 中去,方可使用。该数据段的 LMA 和  VMA 是不同的,通过在 ld 中加上标签,可以得知从哪儿搬数据,要搬到那儿去。

    #4
    做BSS 段初始话,一般清0。 值得注意的是,对于初始化为 0 的全局变量,可能会放在这里。

    #5
    初始化,各个模式下的堆栈。

    #6
    启动MMU,进入main 函数。     

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编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0807/article_7898.html
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