ARM 启动过程

2020-02-12来源: eefocus关键字: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。      

    由于 ROM 中空间有限,上面在 ROM 中代码不可能做更多动作。 一般我们把自己编写程序生成 arm 代码放在 Nand Flash 中。在 ROM 中的程序进入main 后,就会通过nand driver 将存在nand 中的code 读到 SDRAM 中,然后做硬件重映射,将 SDRAM 映射到地址 0 处, 然后在 SDRAM 中跑。 对于 ARM 的 bootload 来将,做的就是这个工作。

关键字:ARM  启动过程 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/mcu/ic487954.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:移植Python3到TQ2440(一)
下一篇:ARM开发总结的小知识 Code,RO-data,RW-data,ZI-

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

海思ARM平台交叉编译zeroMQ
在使用海思的项目中要使用到ZeroMQ这个消息队列框架,之前在PC端使用感觉不错。所以通过要通过交叉编译,将其移植到ARM平台。移植方法,可以参考 https://blog.csdn.net/sishuihuahua/article/details/77203094  以下是我使用海思交叉编译工具的方法:一、配置编译器./configure --host=arm-himix100-linux --prefix=/opt/hisi-linux/zeromq-4.1.6/arm-zeromq  --without-libsodiumarm-himix100-linux   --host
发表于 2020-02-08
ARM常用汇编指令列表
发表于 2020-02-07
ARM常用汇编指令列表
ARM 处理器寻址方式之间接寻址的几种表达
我们以 LDR 指令为例来分别举例分析。LDR 指令的格式为:LDR{条件} 目的寄存器,<存储器地址>LDR 指令是字加载指令,用于从存储器中将一个 32 位的字数据送到目的寄存器中。该指令通常用于从存储器中读取 32 位的字数据到通用寄存器,然后对数据进行处理。当程序计数器 PC 作为目的寄存器时,指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址,从而可以实现程序流程的跳转。指令示例:LDR R3, [R4]             ; 将存储器地址为 R4 的字数据读入寄存器 R3LDR R3, [R1, #8]     
发表于 2020-02-07
ARM 汇编指令 DCD
简介DCD:数据定义( Data Definition )伪指令一般用于为特定的数据分配存储单元,同时可完成已分配存储单元的初始化。语法格式:标号 DCD(或 DCDU) 表达式DCD(或 DCDU)伪指令用于分配一片连续的字存储单元并用指定的表达式初始化。其中表达式可以为程序标号或数字表达式。 DCD 也可用 “ &” 代替。用 DCD 分配的字存储单元是字对齐的,而用 DCDU 分配的字存储单元并不严格字对齐。实例(STM32 启动文件):__Vectors       DCD     __initial_sp     
发表于 2020-02-07
ARM 汇编指令 ADR 与 LDR 使用
简介这两个都是伪指令:ADR 是小范围的地址读取伪指令,LDR 是大范围的读取地址伪指令。可实际使用的区别是: ADR 是将基于 PC 相对偏移的地址值或基于寄存器相对地址值读取的伪指令,而 LDR 用于加载 32 位立即数或一个地址到指定的寄存器中。以下面的汇编代码为例:.global _start_start:    ldr r0, loop    adr r0, loop    ldr r0, =looploop:    nop用以下命令完成汇编、链接操作,并输出反汇编文件[root@localhost asm]# arm
发表于 2020-02-07
arm架构64位(AArch64)汇编优化总结
1、参考https://blog.csdn.net/SoaringLee_fighting/article/details/81906495https://blog.csdn.net/SoaringLee_fighting/article/details/82155608https://blog.csdn.net/u011514906/article/details/38142177https://blog.csdn.net/listener51/article/details/825304642、前言本文是arm架构64位(AArch64执行状态) neon优化的总结文档,主要包括arm架构64位优化的基础知识,特殊用法,打印
发表于 2020-02-07
arm架构64位(AArch64)汇编优化总结
小广播
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved