基于ARM的芯片多數(shù)為復雜的片上系統(tǒng)，這種復雜系統(tǒng)里的多數(shù)硬件模塊都是可配置的，需要由軟件來設(shè)置其需要的工作狀態(tài)。因此在用戶的應用程序之前，需要由專門的一段代碼來完成對系統(tǒng)的初始化。由于這類代碼直接面對處理器內(nèi)核和硬件控制器進行編程，一般都是用匯編語言。一般通用的內(nèi)容包括：
中斷向量表
初始化存儲器系統(tǒng)
初始化堆棧
初始化有特殊要求的斷口，設(shè)備
初始化用戶程序執(zhí)行環(huán)境
改變處理器模式
呼叫主應用程序 
1. 中斷向量表
ARM要求中斷向量表必須放置在從0地址開始，連續(xù)8X4字節(jié)的空間內(nèi)。
每當一個中斷發(fā)生以后，ARM處理器便強制把PC指針置為向量表中對應中斷類型的地址值。因為每個中斷只占據(jù)向量表中1個字的存儲空間，只能放置一條ARM指令，使程序跳轉(zhuǎn)到存儲器的其他地方，再執(zhí)行中斷處理。
中斷向量表的程序?qū)崿F(xiàn)通常如下表示：
AREA Boot ,CODE, READONLY
ENTRY
B    ResetHandler
B    UndefHandler
B    SWIHandler
B    PreAbortHandler
B    DataAbortHandler
B
B    IRQHandler
B    FIQHandler
其中關(guān)鍵字ENTRY是指定編譯器保留這段代碼，因為編譯器可能會認為這是一段亢余代碼而加以優(yōu)化。鏈接的時候要確保這段代碼被鏈接在0地址處，并且作為整個程序的入口。 
2. 初始化存儲器系統(tǒng)
(1)存儲器類型和時序配置
通常Flash和SRAM同屬于靜態(tài)存儲器類型，可以合用同一個存儲器端口；而DRAM因為有動態(tài)刷新和地址線復用等特性，通常配有專用的存儲器端口。
存儲器端口的接口時序優(yōu)化是非常重要的，這會影響到整個系統(tǒng)的性能。因為一般系統(tǒng)運行的速度瓶頸都存在于存儲器訪問，所以存儲器訪問時序應盡可能的快；而同時又要考慮到由此帶來的穩(wěn)定性問題。
(2)存儲器地址分布
一種典型的情況是啟動ROM的地址重映射。
3. 初始化堆棧
因為ARM有7種執(zhí)行狀態(tài)，每一種狀態(tài)的堆棧指針寄存器（SP）都是獨立的。因此，對程序中需要用到的每一種模式都要給SP定義一個堆棧地址。方法是改變狀態(tài)寄存器內(nèi)的狀態(tài)位，使處理器切換到不同的狀態(tài)，讓后給SP賦值。注意：不要切換到User模式進行User模式的堆棧設(shè)置，因為進入User模式后就不能再操作CPSR回到別的模式了，可能會對接下去的程序執(zhí)行造成影響。
這是一段堆棧初始化的代碼示例，其中只定義了三種模式的SP指針：
MRS   R0,CPSR
BIC    R0,R0,#MODEMASK  安全起見，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
4. 初始化有特殊要求的端口，設(shè)備
5. 初始化應用程序執(zhí)行環(huán)境
映像一開始總是存儲在ROM／Flash里面的，其RO部分即可以在ROM／Flash里面執(zhí)行，也可以轉(zhuǎn)移到速度更快的RAM中執(zhí)行；而RW和ZI這兩部分是必須轉(zhuǎn)移到可寫的RAM里去。所謂應用程序執(zhí)行環(huán)境的初始化，就是完成必要的從ROM到RAM的數(shù)據(jù)傳輸和內(nèi)容清零。
下面是在ADS下，一種常用存儲器模型的直接實現(xiàn)：
LDR    r0,=|Image$$RO$$Limit|      得到RW數(shù)據(jù)源的起始地址
LDR    r1,=|Image$$RW$$Base|      RW區(qū)在RAM里的執(zhí)行區(qū)起始地址
LDR    r2,=|Image$$ZI$$Base|        ZI區(qū)在RAM里面的起始地址
CMP    r0,r1                      比較它們是否相等
      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
程序?qū)崿F(xiàn)了RW數(shù)據(jù)的拷貝和ZI區(qū)域的清零功能。其中引用到的4個符號是由鏈接器第一輸出的。
|Image$$RO$$Limit|：表示RO區(qū)末地址后面的地址，即RW數(shù)據(jù)源的起始地址
|Image$$RW$$Base|：RW區(qū)在RAM里的執(zhí)行區(qū)起始地址，也就是編譯器選項RW_Base指定的地址
|Image$$ZI$$Base|：ZI區(qū)在RAM里面的起始地址
|Image$$ZI$$Limit|：ZI區(qū)在RAM里面的結(jié)束地址后面的一個地址
程序先把ROM里|Image$$RO$$Limt|開始的RW初始數(shù)據(jù)拷貝到RAM里面|Image$$RW$$Base|開始的地址，當RAM這邊的目標地址到達|Image$$ZI$$Base|后就表示RW區(qū)的結(jié)束和ZI區(qū)的開始，接下去就對這片ZI區(qū)進行清零操作，直到遇到結(jié)束地址|Image$$ZI$$Limit|
6. 改變處理器模式
因為在初始化過程中，許多操作需要在特權(quán)模式下才能進行（比如對CPSR的修改），所以要特別注意不能過早的進入用戶模式。
內(nèi)核級的中斷使能也可以考慮在這一步進行。如果系統(tǒng)中另外存在一個專門的中斷控制器，這么做總是安全的。
7. 呼叫主應用程序
當所有的系統(tǒng)初始化工作完成之后，就需要把程序流程轉(zhuǎn)入主應用程序。最簡單的一種情況是：
IMPORT main
B      main
直接從啟動代碼跳轉(zhuǎn)到應用程序的主函數(shù)入口，當然主函數(shù)名字可以由用戶隨便定義。
在ARM ADS環(huán)境中，還另外提供了一套系統(tǒng)級的呼叫機制。
IMPORT __main
B     __main
__main()是編譯系統(tǒng)提供的一個函數(shù)，負責完成庫函數(shù)的初始化和初始化應用程序執(zhí)行環(huán)境，最后自動跳轉(zhuǎn)到main()函數(shù)。

* 文件      : 連載二 
* 版本   : V1.00 
* 作者      : 潘自強 
* 
* 對象      : ARM7 
* 模式      : ARM 
* 工具      : ADS1.20 
********************************************************************************************************* 
*/ 


4 描述文件 
要編寫描述文件，必須知道ARM Image文件的組成及ARM Image文件執(zhí)行的機理。 
4.1 ARM Image的結(jié)構(gòu) 
一個ARM Image structure由linker在以下幾個方面定義： 
 組成它的regions 和 output sections 
 當Image 下載的時候這些regions 和 sections 在內(nèi)存中的位置 
 當Image 執(zhí)行時這些regions和sections在內(nèi)存中的位置 
4.1.1 ARM Image的組成 
一個ARM Image被保存在可執(zhí)行文件當中，它的層次結(jié)構(gòu)可以包括Image，regions，output sections和input sections。 
 一個Image由一個或多個regions組成，每個region包括一個或多個output sections 
 每個output section由一個或多個input sections組成 
 Input sections是一個object file中的code和data信息。 
Image的結(jié)構(gòu)如 
下圖： 
1 附圖: tu1.JPG (24684 字節(jié)) 
NOTE Input section，output section和region的定義見ADS_LinkerGuide 3-3頁。 
同時Input section 有幾種屬性，分別為readonly，read-write，zero-initialized。分別稱為RO，RW和ZI。屬性來源于AREA后的attr屬性。 
比如CODE是RO，DATA是RW，NOINT默認為ZI，即用0值初始化，但是可以選擇不進行0值初始化。ZI屬性僅僅來源于SPACE, DCB, DCD, DCDU, DCQ, DCQU, DCW, 或者DCWU。由以上定義，ZI屬性的包含于RW屬性，它是有初始值的RW數(shù)據(jù)。又例如在C語言中，代碼為RO，靜態(tài)變量和全局變量是RW，ZI的。

文件      : 連載三 
* 版本   : V1.00 
* 作者      : 潘自強 
* 
* 對象      : ARM7 
* 模式      : ARM 
* 工具      : ADS1.20 
********************************************************************************************************* 
*/ 

4.1.2 Image 的Load view 和 execution view 
在下載的時候Image regions被放置在memory map當中，而在執(zhí)行Image前，或許你需要將一些regions放置在它們執(zhí)行時的地址上，并建立起ZI regions。例如，你初始化的RW數(shù)據(jù)需要從它在下載時的在ROM中的地址處移動到執(zhí)行時RAM的地址處。 
1 附圖: tu2.jpg (640566 字節(jié))

2xx

NOTE Load view 和execution view的詳細定義見ADS_LinkerGuide 3-4 
以上的描述包括二個內(nèi)容，一是要指定各個section在load view和execution view時的地址即memory map，二是要在執(zhí)行前根據(jù)這些地址進行section的初始化。 
4.1.3 制定Memory map 
制定memory map的方法基本上有二種，一是在link時使用命令行選項，并在程序執(zhí)行前利用linker pre-define symbol使用匯編語言制定section的段初始化，二是使用scatter file。以上二種方法依應用程序的復雜度而定，一針對簡單的情況，二針對復雜的情況。

* 文件      : 連載四 
* 版本   : V1.00 
* 作者      : 潘自強 
* 
* 對象      : ARM7 
* 模式      : ARM 
* 工具      : ADS1.20 
****************************************************************************** 
*************************** 
*/ 

4.1.1.1 利用linker pre-define symbol使用匯編程序 
這是簡單的方法，針對簡單的memory map。在link時使用選項-ro, -rw, 等等指定memory map的地址。詳細說明參看ADS_LinkerGuide中命令行選項說明。然后利用匯編使用pre-define symbol，來進行各種段的定位。Linker pre-define定義如下： 
1 附圖: tu1.jpg (22811 字節(jié))

3xx

由前面對ZI的說明，Image$$RW$$Limit = Image$$ZI$$Limit。 
2 附圖: tu2.jpg (30577 字節(jié))

4xx

這些都是linker預先定義的外部變量，在使用的時候可以用IMPORT引入。下面給出一個例子。 
假設(shè)linker 選項為：-ro-base 0x40000000 -rw-base 0x40003000。程序和只讀變量(const 變量)大小為0x84，這樣RO section的大小為0x84 bytes。Data的大小為0x04 bytes，并且data被初始化，則RW section的大小為0x04，ZI section的大小為0x04。這樣程序 
在load view，地址是這樣的： 
0x40000000開始到地址0x40000080，是RO section部分（程序從0x40000000開始），Image$$RO$$Limit = 0x40000084. 
0x40000084地址開始到地址0x40000084，是RW section部分。 

在execution view，由linker的選項，各個section的地址是這樣的： 
RO section的地址不變。 
RW section的起始地址應當為0x40003000，則Image$$RW$$Base = 0x40003000。 
因為全部的0x04 bytes data被初始化，所以Image$$RW$$Limit = Image$$ZI$$Limt = 0x40003004。 
現(xiàn)在要做的就是將RW section移到以0x40003000開始的地方，并且創(chuàng)造一個ZI section。 
一個更通用的做法是： 
首先比較Image$$RO$$Limit和mage$$RW$$Base，如果相等，說明execution view下RW section的地址和load view 下RW section的地址相同，這樣，不需要移動RW section；如果不等，說明需要移動RW section 到它在execution view中的地方。然后將Image$$ZI$$Base地址到Image$$ZI$$Limt地址的內(nèi)容清零。 
示例代碼如下： 
;讀入linker pre-define symbols 

IMPORT |Image$$RO$$Limit| 
IMPORT |Image$$RW$$Base| 
IMPORT |Image$$ZI$$Base| 
IMPORT |Image$$ZI$$Limit| 

; .......一些其他的代碼或偽指令 

;R0讀入section load address 
LDR R0,=|Image$$RO$$Limit| 
;R1讀入section execution address 
LDR R1,=|Image$$RW$$Base| 
;R2讀入execution section 后的緊跟的word address 
LDR R2,=|Image$$ZI$$Base| 
;檢查RW section的地址在load view和execution view下 
;是否相等，如果相等，就不移動RW section，直接建立 
;ZI scetion 
CMP R0,R1 
BEQ do_zi_init 

;否則就copy RW section到execution view下指定的地址 
BL copy 

; ...... 
; ...... 

;copy 是一個用于copy的子函數(shù)，它把從R0中的地址開始的 
;section copy到R1中的地址開始的section，這個section的 
;上限地址后緊跟的word address保存在R2中 
copy 
CMP R1,R2 
LDRCC R3,[R0],#4 
STRCC R3,[R1],#4 
BCC copy 
MOV PC,LR 

; ...... 
; ...... 
;do_zi_int子函數(shù)是為創(chuàng)建ZI section做一些準備工作 
do_zi_int 
;將ZI section開始的地址裝入R1 
LDR R1,=|Image$$ZI$$Base| 
;將ZI section結(jié)束后緊跟的word address裝入R2 
LDR R2,=|Image$$ZI$$Limit| 
;將ZI section 需要的初始化量裝入R3 
MOV R3,#0 
BL zi_int 


; ...... 
; ...... 
;zi_int子函數(shù)用于建立并初始化ZI section,ZI section的 
;開始地址儲存在R1，ZI section結(jié)束后緊跟的word address 
;地址儲存在R2 

zi_int 
CMP R1,R2 
STRCC R3,[R1],#4 
BCC zi_int 
MOV PC,LR 

; ...... 
; ...... 
這個方法針對比較簡單的應用，如果需要進行一個比較復雜的memory map，如下圖，那么這個方法就不適用了。為了解決復雜memory map的問題 
需要用到scatter load 機制。 
3 附圖: tu3.jpg (32473 字節(jié))

5xx