ARM啟動(dòng)過(guò)程(Cortex-M3 NXP LPC1768為例)

作者：時(shí)間：2016-11-21 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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1. 基本概念(CMSIS): Cortex Micro-controller Software Interface Standard，微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。

2. CMSIS標(biāo)準(zhǔn)的文件結(jié)構(gòu)：

a) core_cm.c （stdint.h）

b) system_.c （core_cm, system_）

c) startup_.s

其中core_cm.c以及core_cm中為內(nèi)核設(shè)訪問(wèn)層，其中定義了定義了內(nèi)核中得外設(shè)幾丁質(zhì)以及一些內(nèi)核的訪問(wèn)及控制函數(shù)。

startup_.s文件是系統(tǒng)的啟動(dòng)文件，其包括堆和棧的初始化配置、中斷向量表的配置以及將程序引導(dǎo)到main()函數(shù)等功能。

system_和system_.c文件則是由ARM公司提供模版，各芯片制造商根據(jù)自己芯片的特點(diǎn)來(lái)編寫(xiě)的。

3. 注解startup_.s文件

此文件主要完成三項(xiàng)工作：堆棧以及堆的初始化、定位中斷向量表、調(diào)用Reset Handler

a) 堆棧以及堆的初始化

; Stack Configuration

; Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

;

Stack_Size EQU 0x00000200

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

//指明8字節(jié)對(duì)齊（ALIGN=3）

Stack_Mem SPACE Stack_Size

__initial_sp //此標(biāo)號(hào)有一層隱含的意思那就是在M3中堆棧是滿(mǎn)遞減堆 //棧，因?yàn)樗付?strong>堆棧指針位于堆棧的高地址（在 //Stack_Mem之后）

; Heap Configuration

; Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

;

Heap_Size EQU 0x00000000

AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem SPACE Heap_Size

__heap_limit

以上堆和棧的具體地址可以在工程編譯后產(chǎn)生的*.map文件中看到。

b) 定位中斷向量表

PRESERVE8

//PRESERVE8指定了以下的代碼位8字節(jié)對(duì)齊

THUMB

//THUMB指定了接下來(lái)的代碼為T(mén)HUMB指令集

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset

AREA RESET, DATA, READONLY

//此語(yǔ)句聲明RESET數(shù)據(jù)段

EXPORT __Vectors

//導(dǎo)出向量表標(biāo)號(hào)，EXPORT作用類(lèi)似于C語(yǔ)言中的extern

__Vectors

DCD __initial_sp ; Top of Stack

DCD Reset_Handler ; Reset Handler

DCD NMI_Handler ; NMI Handler

DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler

DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler

DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler

DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler

DCD 0 ; Reserved

DCD SVC_Handler ; SVCall Handler

DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler

DCD 0 ; Reserved

DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler

DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler

; External Interrupts

DCD WDT_IRQHandler ; 16: Watchdog Timer

DCD TIMER0_IRQHandler ; 17: Timer0

DCD TIMER1_IRQHandler ; 18: Timer1

DCD TIMER2_IRQHandler ; 19: Timer2

DCD TIMER3_IRQHandler ; 20: Timer3

DCD UART0_IRQHandler ; 21: UART0

（……省略）

c) 調(diào)用Reset Handler

; Reset Handler

Reset_Handler

PROC

EXPORT Reset_Handler [WEAK]

IMPORT SystemInit

IMPORT __main

LDR R0, =SystemInit

BLX R0

LDR R0, =__main

BX R0

ENDP

注釋?zhuān)阂龑?dǎo)程序進(jìn)入__main(此__main是C_Library中的函數(shù)，非main())

d) 其他的代碼

這段代碼是NXP公司的LPC1700系列的MCU特有的一段代碼，其他公司的Cortex-M3 MCU的啟動(dòng)程序是沒(méi)有這段代碼的。

這段代碼是指定LPC1700的CRP加密級(jí)別的代碼段，芯片上電后會(huì)自動(dòng)讀取這一地址的值以確定加密方式，其中CRP_Key = 0xffffffff為不加密（0級(jí)加密），CRP_Key = 0x12345678為1級(jí)加密，CRP_Key = 0x87654321為2級(jí)加密，CRP_Key = 0x43218765為3級(jí)加密（最高級(jí)加密），3級(jí)加密將會(huì)禁止所有的ISP指令，也就是說(shuō)，芯片將不能讀寫(xiě)、不能擦除。

IF :LNOT::DEF:NO_CRP

AREA |.ARM.__at_0x02FC|, CODE, READONLY

CRP_Key

DCD 0xFFFFFFFF

ENDIF

AREA |.text|, CODE, READONLY

e)堆棧以及堆的初始化行為

; User Initial Stack & Heap

IF :DEF:__MICROLIB

EXPORT __initial_sp

EXPORT __heap_base

EXPORT __heap_limit

ELSE

IMPORT __use_two_region_memory

EXPORT __user_initial_stackheap

__user_initial_stackheap

LDR R0, = Heap_Mem

LDR R1, = (Stack_Mem + Stack_Size)

LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)

LDR R3, = Stack_Mem

BX LR

4. ARM啟動(dòng)工程詳解

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