ARM的启动过程

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  

呼叫主应用程序  

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：  

AREA Boot ,CODE, READONLY  

ENTRY  

B　　ResetHandler  

B　　UndefHandler  

B　　SWIHandler  

B　　PreAbortHandler  

B　　DataAbortHandler  

B　　IRQHandler  

B　　FIQHandler  

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。  

初始化存储器系统  

存储器类型和时序配置  

通常Flash和SRAM同属于静态存储器类型,可以合用同一个存储器端口;而DRAM因为有

动态刷新和地址线复用等特性,通常配有专用的存储器端口。  

存储器端口的接口时序优化是非常重要的,这会影响到整个系统的性能。因为一般系统运行的

速度瓶颈都存在于存储器访问,所以存储器访问时序应尽可能的快;而同时又要考虑到由此带

来的稳定性问题。  

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：  

MRS　 R0,CPSR  

BIC　　R0,R0,#MODEMASK　安全起见,屏蔽模式位以外的其他位  

ORR　 R1,R0,#IRQMODE  

MSR　 CPSR_cxfs,R1  

LDR　 SP,=UndefStack  

ORR　 R1,R0,#FIQMODE  

MSR　 CPSR_cxsf,R1  

LDR　 SP,=FIQStack  

ORR　 R1,R0,#SVCMODE  

MSR　 CPSR_cxsf,R1  

LDR　 SP,=SVCStack   

初始化有特殊要求的端口,设备  

初始化应用程序执行环境 。一个ARM映像文件由RO，RW和ZI三个段组成，其中RO

为代码段，RW是已初始化的全局变量，ZI是未初始化的全局变量。 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：  

编译器使用下列符号来记录各段的起始和结束地址：  

|Image$$RO$$Base| ：RO段起始地址  

|Image$$RO$$Limit| ：RO段结束地址加1  

|Image$$RW$$Base| ：RW段起始地址  

|Image$$RW$$Limit| ：ZI段结束地址加1  

|Image$$ZI$$Base| ：ZI段起始地址  

|Image$$ZI$$Limit| ：ZI段结束地址加1  

这些标号的值是根据链接器中设置的中ro-base和rw-base的设置来计算的。  

初始化用户执行环境主要是把RO、RW、ZI三段拷贝到指定的位置。  

LDR　　r0,=|Image$$RO$$Limit| 得到RW数据源的起始地址  

LDR　　r1,=|Image$$RW$$Base| RW区在RAM里的执行区起始地址  

LDR　　r2,=|Image$$ZI$$Base|　ZI区在RAM里面的起始地址  

CMP　　r0,r1　　　　　　　　 比较它们是否相等  

　　　BEQ　　%F1  

0　　 CMP　　r1,r3  

　　　LDRCC　r2,[r0],#4 

STRCC　r2,[r1],#4  

　　　BCC　　%B0  

1　　 LDR　　r1,=|Image$$ZI$$Limit|  

　　　MOV　 r2,#0  

2　　 CMP　　r3,r1  

　　　STRCC　r2,[r3],#4  

　　　BCC　　%B2  

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ARM ADS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,