嵌入式開發(fā)復(fù)位和初始化詳細(xì)討論

13.5 復(fù)位和初始化
　　任何運(yùn)行在實(shí)際硬件上的嵌入式應(yīng)用程序，都必須在啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)一些基本的系統(tǒng)初始化。本節(jié)將對(duì)此予以詳細(xì)討論。
　　13.5.1 初始化序列
　　圖13.14顯示了一個(gè)適用于ARM嵌入式系統(tǒng)的初始化序列。
　　
　　圖13.14 ARM嵌入式系統(tǒng)的初始化序列
　　系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)立即執(zhí)行復(fù)位處理程序，然后進(jìn)入$Sub$$main（）的代碼執(zhí)行。
　　復(fù)位處理程序是用匯編語(yǔ)言編寫的代碼塊，它在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)執(zhí)行，完成系統(tǒng)初始化操作。對(duì)于具有局部存儲(chǔ)器的內(nèi)核，如Caches、緊密藕荷存儲(chǔ)器（TCM）、存儲(chǔ)管理單元（MMU）和存儲(chǔ)器保護(hù)單元（MPU）等，在初始化過(guò)程這一階段完成必要的配置。復(fù)位處理程序在執(zhí)行之后，通常跳轉(zhuǎn)到__main以開始C庫(kù)的初始化序列。
　　13.5.2 向量表
　　所有的ARM系統(tǒng)都有一個(gè)向量表（vector table）。向量表不是初始化序列的一部分，但是對(duì)每個(gè)要處理的異常，它必須存在。這些地址通常包含以下形式的跳轉(zhuǎn)指令。
　　· B《address》：該條指令實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于pc的跳轉(zhuǎn)
　　· LDR pc，［pc，offset］：這條指令將異常處理程序的入口地址從存儲(chǔ)器裝載到pc。該地址是一個(gè)32位的絕對(duì)地址。由于有額外的存儲(chǔ)器訪問(wèn)，裝載跳轉(zhuǎn)地址會(huì)使分支跳轉(zhuǎn)到特定處理程序，給系統(tǒng)執(zhí)行帶來(lái)延時(shí)。不過(guò)，可以使用這種方法跳轉(zhuǎn)到存儲(chǔ)空間內(nèi)的任意地址。
　　· MOV pc，＃immediate：將一個(gè)立即數(shù)復(fù)制到pc。使用該指令可以跨越整個(gè)地址空間，但是受到地址對(duì)齊問(wèn)題的限制。這個(gè)地址必須由8位立即數(shù)循環(huán)右移偶數(shù)次得到。
　　另外，也可以在向量表中使用其他類型的指令。例如，F(xiàn)IQ處理程序可以從地址0x1c處開始執(zhí)行。因?yàn)樗挥谙蛄勘淼淖詈?，這樣FIQ處理程序就可以不用跳轉(zhuǎn)，立即從FIQ向量地址處開始執(zhí)行。
　　下面的例子顯示了一個(gè)使用LDR指令的向量表裝載過(guò)程。
　　;**********************************
　　;* VECTOR TABLE *
　　;**********************************
　　AREA vectors， CODE
　　ENTRY
　　; 定義標(biāo)準(zhǔn)的ARM向量表
　　INT_Vectors
　　LDR PC， INT_Reset_Addr
　　LDR PC， INT_Undef_Addr
　　LDR PC， INT_Software_Addr
　　LDR PC， INT_Prefetch_Addr
　　LDR PC， INT_Data_Addr
　　LDR PC， INT_Reserved_Addr
　　LDR PC， INT_IRQ_Addr
　　LDR PC， INT_FIQ_Addr
　　在向量表的入口處要有ENTRY標(biāo)識(shí)。該標(biāo)識(shí)通知鏈接程序該代碼是一個(gè)可能的入口點(diǎn)，因而在鏈接時(shí)，不能被清除。
　　13.5.3 ROM/RAM重映射
　　啟動(dòng)時(shí)，0x0處必須要有一條有效指令，因此，復(fù)位時(shí)0x0000地址必須為非易失性存儲(chǔ)器，如ROM或FLASH。
　　注意有些系統(tǒng)是從0xffff0000處開始執(zhí)行的，對(duì)于這樣的系統(tǒng)，地址0xffff0000處必須為非易失性存儲(chǔ)器。
　　可以將ROM定位在0x0處。但是，這樣配置有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先ROM存取速度通常較RAM要慢，當(dāng)跳轉(zhuǎn)到異常處理程序時(shí)，系統(tǒng)性能可能會(huì)大受影響。其次，將向量表放于ROM中，運(yùn)行時(shí)不能修改。
　　存儲(chǔ)器地址重映射（Memory Remap）是當(dāng)前很多先進(jìn)控制器所具有的功能。所謂地址重映射就是可以通過(guò)軟件配置來(lái)改變存儲(chǔ)器物理地址的一種機(jī)制或方法。
　　當(dāng)一段程序?qū)\(yùn)行自己得存儲(chǔ)器進(jìn)行重映射時(shí)，需要特別注意保證程序執(zhí)行流程在重映射前后的承接關(guān)系。實(shí)現(xiàn)重映射的關(guān)鍵就是要使程序指針在remap以后能繼續(xù)往下得到正確的指令。本書中介紹兩種實(shí)現(xiàn)重映射的機(jī)制，不同的系統(tǒng)可能會(huì)有多種靈活的remap方案，用戶在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)要具體分析。
　　1．先搬移后映射（Remap after Copy）
　　圖13.15顯示一種典型的存儲(chǔ)器地址重映射情況。
　　
　　圖13.15 ROM/RAM重映射（1）
　　原來(lái)RAM和ROM各有自己的地址，進(jìn)行重映射以后RAM和ROM的地址都發(fā)生了變化。這種情況下，可以采用以下方案。
　　① 上電后，從0x0地址的ROM開始往下執(zhí)行。
　　② 根據(jù)映射前的地址，對(duì)RAM進(jìn)行必要的代碼和數(shù)據(jù)拷貝。
　?、?拷貝完后，進(jìn)行remap操作。
　?、?因?yàn)镽AM在remap前準(zhǔn)備好了內(nèi)容，使得PC指針能繼續(xù)在RAM里取到正確的指令。