周立功lpc21xx/lpc22xx系列ARM7启动代码分析

网上已经有人做了一个周立功lpc2000(ARM7TDMI)启动代码分析的文章, 我本来想做一个s3c2410(ARM920T)的启动代码分析的, 但是看来了一下2410的启动代码，发现有些东西还不是理解的很清楚, 我ARM9的经验比较少.

所以还是做一个ARM7的启动代码分析吧, 网上那一份相比，我这个主要关注startup.s文件.网上那个startup.s几乎是一笔带过的.

红色标记的是源码.

SVC_STACK_LEGTH EQU 0

FIQ_STACK_LEGTH EQU 0

IRQ_STACK_LEGTH EQU 256

ABT_STACK_LEGTH EQU 0

UND_STACK_LEGTH EQU 0

NoInt EQU 0x80

USR32Mode EQU 0x10

SVC32Mode EQU 0x13

SYS32Mode EQU 0x1f

IRQ32Mode EQU 0x12

FIQ32Mode EQU 0x11

上面几行代码，不用过多分析, 定义几个符号而已, 把EQU想像成C中的#define就可以了. 具体定义的数值，下面的代码用到我再解释.

IMPORT __use_no_semihosting_swi

上面这一句的作用是在代码中禁用 semihosting 机制. 到底什么是semihostiong这里不多说, 网上有很多. 这里只说明Semihosting主要用来调试, 在release版本的代码中一般是要禁用的.

IMPORT FIQ_Exception

IMPORT __main

IMPORT TargetResetInit

上面三行是把要引入的外部标号声明一下，以便下面使用.

EXPORT bottom_of_heap

EXPORT StackUsr

EXPORT Reset

EXPORT __user_initial_stackheap

上面四行是把要给其它文件使用的标号声明

AREA vectors,CODE,READONLY

ENTRY

上面这一行声明汇编文件的入口, 整个文件是从这里开始执行的.

Reset

LDR PC, ResetAddr

LDR PC, UndefinedAddr

LDR PC, SWI_Addr

LDR PC, PrefetchAddr

LDR PC, DataAbortAddr

DCD 0xb9205f80

LDR PC, [PC, #-0xff0]

LDR PC, FIQ_Addr

上面几行是配置中断向量表. 中断向量表的顺序是不能变的,因为这是ARM7规定的，可以参考相关书籍. 这里有几个问题要说明一下.

第一, 关于DCD 0xb9205f80, 按照ARM7的中断向量表分布图, 这个位置是个保留位. 但是究竟为什么要用0xb9205f80这个数值呢.

根据周立功的说法, nxp系列的lpc21xx,lpc22xx片子要求"中断向量表中所有数据32位累加和为0，否则程序不能脱机运行", 我在AXD反汇编了一下（如下图），把中断向量表中的8个机器码累加了一下:0xe59ff018*6+0xe51ffff0+0xb9205f80，没错, 结果是零. 但是我遇到一个问题, 就是我在实验中,把0xb9205f80这个数值改成任何值，程序运行都没问题. 头大了, 这个问题待解决中……(希望高手看到了可以指点一二).

第二,关于LDR PC, [PC, #-0xff0].这里本应该放IRQ中断的, 为什么是这么一句话. 其实在我blog的其中一篇文章里有提到过这一点.

ARM7的三级流水线结构导致了PC指向的是当前指令的后8个字节. 本来IRQ是应该放在0x00000018处的. LDR PC, [PC, #-0xff0]这条语句执行后, PC的当前值就是0x00000018+8-0xff0. 很容易计算出它的结果是0xfffff030. 看一下lpc22xx的手册就知道. 这个地址就是VICVectAddr. 也就是说本来这个地址是应该放IRQ服务程序的入口地址的,但是这个地址被放在了VICVectAddr 这个寄存器里. 英文手册里有一段对VICVectAddr 描述. 看了之后就容易明白是怎么回事了: Vector Address Register. When an IRQ interrupt occurs, the IRQ service routine can read this register and jump to the value read

ResetAddr DCD ResetInit

UndefinedAddr DCD Undefined

SWI_Addr DCD SoftwareInterrupt

PrefetchAddr DCD PrefetchAbort

DataAbortAddr DCD DataAbort

Nouse DCD 0

IRQ_Addr DCD 0

FIQ_Addr DCD FIQ_Handler

这几行是为上面中断向量表中的中断标号分配内存空间, 也就是它们的执行地址. 一开始我有个疑问, 为什么不直接用LDR PC, ResetInit，还要用DCD中转一下, 后来上网查了一下，才恍然大悟, ldr指令中的地址必须为当前指令地址是4KB范围内, 用DCD中转一下就可以在整个程序空间寻址.

Undefined

B Undefined

SoftwareInterrupt

B SoftwareInterrupt

PrefetchAbort

B PrefetchAbort

DataAbort

B DataAbort

FIQ_Handler

STMFD SP!, {R0-R3, LR}

BL FIQ_Exception

LDMFD SP!, {R0-R3, LR}

SUBS PC, LR, #4

这几行不用过多解释, 只是说明上面几个异常如何执行.

InitStack

MOV R0, LR

;设置管理模式堆栈

MSR CPSR_c, #0xd3

LDR SP, StackSvc

;设置中断模式堆栈

MSR CPSR_c, #0xd2

LDR SP, StackIrq

;设置快速中断模式堆栈

MSR CPSR_c, #0xd1

LDR SP, StackFiq

;设置中止模式堆栈

MSR CPSR_c, #0xd7

LDR SP, StackAbt

;设置未定义模式堆栈

MSR CPSR_c, #0xdb

LDR SP, StackUnd

;设置系统模式堆栈

MSR CP