基于ARM7TDMI内核的芯片里多数硬件模块都是可配置的.docx
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基于ARM7TDMI内核的芯片里多数硬件模块都是可配置的
基于ARM7TDMI内核的芯片里多数硬件模块都是可配置的，需要由软件来设置其需要的工作状态。
因此在用户的应用程序之前，需要由专门的一段代码来完成对系统的初始化。
由于这类代码直接面对处理器内核和硬件控制器进行编程，一般都是用汇编语言。
一般通用的内容包括：
中断向量表
初始化存储器系统
初始化堆栈
初始化有特殊要求的断口，设备
初始化用户程序执行环境
改变处理器模式
呼叫主应用程
一.中断向量表
ARM要求中断向量表必须放置在从0地址开始，连续8X4字节的空间内。
每当一个中断发生以后，ARM处理器便强制把PC指针置为向量表中对应中断类型的地址值。
因为每个中断只占据向量表中1个字的存储空间，只能放置一条ARM指令，使程序跳转到存储器的其他地方，再执行中断处理。
中断向量表的程序实现通常如下表示：
AREABoot,CODE,READONLY
ENTRY
BResetHandler
BUndefHandler
BSWIHandler
BPreAbortHandler
BDataAbortHandler
B
BIRQHandler
BFIQHandler
其中关键字ENTRY是指定编译器保留这段代码，因为编译器可能会认为这是一段亢余代码而加以优化。
链接的时候要确保这段代码被链接在0地址处，并且作为整个程序的入口。
放在0地址处的中断向量表的ResetHandler一般放在FLASH内，其他中断向量的入口地址可以是FLASH内的，也可以是SDRAM内的，但是在为操作系统初始化时应该为SDRAM的地址。
例如作为uClinux的启动代码，此处应该为内存地址。
一般有两种实现方式：
1.1 1．第一种实现方式
b reset
add pc,pc,#0x0c000000
add pc,pc,#0x0c000000
add pc,pc,#0x0c000000
add pc,pc,#0x0c000000
add pc,pc,#0x0c000000
add pc,pc,#0x0c000000
add pc,pc,#0x0c000000
0x0c000000为内存起始地址，uClinux将中断向量放入地址0x0c000008，因为cpu发生中断时仍然会跳转到0地址处的中断向量表中去，所以此处要修改中断向量表的地址，使程序能正确跳转到uClinux实现的中断向量处。
此处需要注意，由于ARM系统的三级流水线技术，当程序执行到x地址处，pc指针的值其实等于x+8.
在uClinux中实现如下：
#ifdefCONFIG_ARCH_S3C44B0
#undefvectors_base（）
#definevectors_base（） （0x0c000008）
#endif
所以add pc,pc,#0x0c000000这条语句将会有8的偏移量。
1.2 2．第二种实现方式：
brest
ldrpc,=0x0c000004
ldrpc,=0x0c000008
ldrpc,=0x0c00000c
ldrpc,=0x0c000010
b.
ldrpc,=0x0c000018 //irq中断
ldrpc,=0x0c00001c
但相应的linux源代码应作修改，这时uClinux中实现如下：
#ifdefCONFIG_ARCH_S3C44B0
#undefvectors_base（）
#definevectors_base（） （0x0c000000）
#endif
即只要当发生中断时，cpu发生中断时跳转到0地址处的中断向量表中去，再这里能跳转到uClinux的vectors_base（）地址处。
ARM7有两种IRQ中断模式
（1）.向量中断时0地址代码如下：
其中从0x20开始处一定要按顺序放入
ENTRY
bResetHandler;0x00
bHandlerUndef;0x04
bHandlerSWI;0x08
bHandlerPabort;0x0c
bHandlerDabort;0x10
b.;0x14
bHandlerIRQ;0x18
bHandlerFIQ;0x1c
ldrpc,=HandlerEINT0;0x20
ldrpc,=HandlerEINT1
ldrpc,=HandlerEINT2
ldrpc,=HandlerEINT3
ldrpc,=HandlerEINT4567
ldrpc,=HandlerTICK;0x34
b.
b.
ldrpc,=HandlerZDMA0;0x40
ldrpc,=HandlerZDMA1
ldrpc,=HandlerBDMA0
ldrpc,=HandlerBDMA1
ldrpc,=HandlerWDT
ldrpc,=HandlerUERR01;0x54
b.
b.
ldrpc,=HandlerTIMER0;0x60
ldrpc,=HandlerTIMER1
ldrpc,=HandlerTIMER2
ldrpc,=HandlerTIMER3
ldrpc,=HandlerTIMER4
ldrpc,=HandlerTIMER5;0x74
b.
b.
ldrpc,=HandlerURXD0;0x80
ldrpc,=HandlerURXD1
ldrpc,=HandlerIIC
ldrpc,=HandlerSIO
ldrpc,=HandlerUTXD0
ldrpc,=HandlerUTXD1;0x94
b.
b.
ldrpc,=HandlerRTC;0xa0
b.
b.
b.
b.
b.
b.
ldrpc,=HandlerADC;0xb4
2．非向量IRQ中断模式
ENTRY
bResetHandler;fordebug
bHandlerUndef;handlerUndef
bHandlerSWI;SWIinterrupthandler
bHandlerPabort;handlerPAbort
bHandlerDabort;handlerDAbort
b.;handlerReserved
bIsrIRQ
bHandlerFIQ
......
IsrIRQ
subsp,sp,#4;reservedforPC
stmfdsp!
{r8-r9}
ldrr9,=I_ISPR
ldrr9,[r9]
movr8,#0x0
0movsr9,r9,lsr#1
bcs%F1
addr8,r8,#4
b%B0
1ldrr9,=HandleADC
addr9,r9,r8
ldrr9,[r9]
strr9,[sp,#8]
ldmfdsp!
{r8-r9,pc}
......
HandleADC#4
HandleRTC#4
HandleUTXD1#4
HandleUTXD0#4
......
HandleEINT3#4
HandleEINT2#4
HandleEINT1#4
HandleEINT0#4;
此处通过判断I_ISPR的值可以跳到相应的中断处理函数处。
此处的Bootloader采用非向量IRQ中断方式，通过以下头文件的定义可以方便的把中断向量处理函数的地址传入：
/*ISR*/
#definepISR_RESET （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x0））
#definepISR_UNDEF （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x4））
#definepISR_SWI （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x8））
#definepISR_PABORT （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0xc））
#definepISR_DABORT （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x10））
#definepISR_RESERVED （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x14））
#definepISR_IRQ （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x18））
#definepISR_FIQ （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x1c））
#definepISR_ADC（*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x20））
#definepISR_RTC （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x24））
#definepISR_UTXD1 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x28））
#definepISR_UTXD0 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x2c））
#definepISR_SIO （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x30））
#definepISR_IIC （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x34））
#definepISR_URXD1 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x38））
#definepISR_URXD0 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x3c））
#definepISR_TIMER5 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x40））
#definepISR_TIMER4 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x44））
#definepISR_TIMER3 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x48））
#definepISR_TIMER2 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x4c））
#definepISR_TIMER1 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x50））
#definepISR_TIMER0 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x54））
#definepISR_UERR01 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x58））
#definepISR_WDT（*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x5c））
#definepISR_BDMA1 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x60））
#definepISR_BDMA0 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x64））
#definepISR_ZDMA1 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x68））
#definepISR_ZDMA0 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x6c））
#definepISR_TICK（*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x70））
#definepISR_EINT4567（*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x74））
#definepISR_EINT3 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x78））
#definepISR_EINT2 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x7c））
#definepISR_EINT1 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x80））
#definepISR_EINT0 （*（unsigned*）（_ISR_STARTADDRESS+0x84））
通过如下代码就可以实现UART0口的中断处理了：
rINTCON=0x5; //Non-vectored,IRQenable,FIQdisable
rINTMOD=0x0; //All=IRQmode
pISR_URXD0=（unsigned）Uart0_RxInt;
当在地址0处将中断向量跳到内存后，相应的中断向量就应该拷贝到内存地址处。
把以下代码从FLASH拷贝到SDRAM中：
real_vectors:
b reset
b undefined_instruction
b software_interrupt
b prefetch_abort
b data_abort
b not_used
b irq
b fiq
undefined_instruction:
movr6,#3
b endless_blink
software_interrupt:
movr6,#4
b endless_blink
prefetch_abort:
movr6,#5
b endless_blink
data_abort:
movr6,#6
b endless_blink
not_used:
/*we*should*neverreachthis*/
movr6,#7
b endless_blink
irq:
subsp,sp,#4;reservedforPC
stmfdsp!
{r8-r9}
ldrr9,=I_ISPR
ldrr9,[r9]
movr8,#0x0
0movsr9,r9,lsr#1
bcs%F1
addr8,r8,#4
b%B0
1ldrr9,=HandleADC
addr9,r9,r8
ldrr9,[r9]
strr9,[sp,#8]
ldmfdsp!
{r8-r9,pc}
......
fiq:
movr6,#9
b endless_blink
有了如上步骤就可以在bootloader中实现中断处理了。
1.3 二．Reset中断处理如下内容
1初始化存储器系统
存储器地址分布
一种典型的情况是启动ROM的地址重映射。
初始化堆栈
因为ARM有7种执行状态，每一种状态的堆栈指针寄存器（SP）都是独立的。
因此，对程序中需要用到的每一种模式都要给SP定义一个堆栈地址。
方法是改变状态寄存器内的状态位，使处理器切换到不同的状态，让后给SP赋值。
注意：
不要切换到User模式进行User模式的堆栈设置，因为进入User模式后就不能再操作CPSR回到别的模式了，可能会对接下去的程序执行造成影响。
这是一段堆栈初始化的代码示例，其中只定义了三种模式的SP指针：
MRSR0,CPSR
BICR0,R0,#MODEMASK;安全起见，屏蔽模式位以外的其他位
ORRR1,R0,#IRQMODE
MSRCPSR_cxfs,R1
LDRSP,=UndefStack
ORRR1,R0,#FIQMODE
MSRCPSR_cxsf,R1
LDRSP,=FIQStack
ORRR1,R0,#SVCMODE
MSRCPSR_cxsf,R1
LDRSP,=SVCStack
2初始化有特殊要求的端口，设备
这里视不同的硬件设计而不同。
3 初始化应用程序执行环境
映像一开始总是存储在ROM／Flash里面的，其RO部分即可以在ROM／Flash里面执行，也可以转移到速度更快的RAM中执行；而RW和ZI这两部分是必须转移到可写的RAM里去。
所谓应用程序执行环境的初始化，就是完成必要的从ROM到RAM的数据传输和内容清零。
下面是在ADS下，一种常用存储器模型的直接实现：
LDRr0,=|Image$$RO$$Limit|;得到RW数据源的起始地址
LDRr1,=|Image$$RW$$Base|;RW区在RAM里的执行区起始地址
LDRr2,=|Image$$ZI$$Base|;ZI区在RAM里面的起始地址
CMPr0,r1;比较它们是否相等
BEQ%F1
0CMPr1,r3
LDRCCr2,[r0],#4
STRCCr2,[r1],#4
BCC%B0
1LDRr1,=|Image$$ZI$$Limit|
MOVr2,#0
2CMPr3,r1
STRCCr2,[r3],#4
BCC%B2
程序实现了RW数据的拷贝和ZI区域的清零功能。
其中引用到的4个符号是由链接器第一输出的。
|Image$$RO$$Limit|：
表示RO区末地址后面的地址，即RW数据源的起始地址
|Image$$RW$$Base|：
RW区在RAM里的执行区起始地址，也就是编译器选项RW_Base指定的地址
|Image$$ZI$$Base|：
ZI区在RAM里面的起始地址
|Image$$ZI$$Limit|：
ZI区在RAM里面的结束地址后面的一个地址
程序先把ROM里|Image$$RO$$Limt|开始的RW初始数据拷贝到RAM里面|Image$$RW$$Base|开始的地址，当RAM这边的目标地址到达|Image$$ZI$$Base|后就表示RW区的结束和ZI区的开始，接下去就对这片ZI区进行清零操作，直到遇到结束地址|Image$$ZI$$Limit|
4改变处理器模式
因为在初始化过程中，许多操作需要在特权模式下才能进行（比如对CPSR的修改），所以要特别注意不能过早的进入用户模式。
内核级的中断使能也可以考虑在这一步进行。
如果系统中另外存在一个专门的中断控制器，这么做总是安全的。
5 呼叫主应用程序
当所有的系统初始化工作完成之后，就需要把程序流程转入主应用程序。
最简单的一种情况是：
IMPORTmain
Bmain
直接从启动代码跳转到应用程序的主函数入口，当然主函数名字可以由用户随便定义。
在ARMADS环境中，还另外提供了一套系统级的呼叫机制。
IMPORT__main
B__main
__main（）是编译系统提供的一个函数，负责完成库函数的初始化和初始化应用程序执行环境，最后自动跳转到main（）函数。
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