嵌入式軟件開發(fā)之： 復(fù)位和初始化

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。

· Baddress>：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，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)行帶來延時(shí)。不過，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挥谙蛄勘淼淖詈螅@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。

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軟件配置來改變存儲(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。