Cortex_m3的启动过程

Cortex_m3的启动过程

一．arm的启动过程

arm的启动代码一般是用汇编写的，在堆栈建立以后才可以运行C代码，因为C函数调用需要把参数，函数返回地址入栈，堆栈没有建立不能运行C代码。

 

应用程序启动过程

应用程序启动过程：

1.映像入口地址，一般为0X00000000地址，也可以指定为其他的地址，硬件复位起来，从地址0x00000000处取指，地址0x00000000处放的复位服务函数的地址，就会进入复位服务函数。在复位函数里做一些系统的初始化，然后调用系统函数_main();

2．_main 直接跳转到 __scatterload，__scatterload 执行代码和数据复制以及 ZI 数据的清零。根据分散加载文件，拷贝RW数据到RAM,在RAM空间里建立ZI的数据空间，建立运行时的映像存储器映射，然后跳转到 __rt_entry（运行时的入口）则负责初始化 C 库。还设置应用程序的栈和堆，初始化库函数及其静态数据。

3．这时应用程序的堆栈建立了，跳转到main()函数，运行用户代码。

 

二.  存储器映射的建立

1．编译链接生成的ELF文件

ELF文件格式

链接器根据输入节的属性在一个区内对它们进行排序。 具有相同属性的输入节在区内形成相邻块。链接生成的ELF文件里的数据节。

RO:包括代码和只读数据(.init  .text  .rodata)

RW:读写数据（.data）

ZI:未初始化的数据，在装载区不分配空间，执行区才分配空间。(.bss)

 

2. 映像的加载区和执行区

加载区: 根据映像加载到内存时所在的地址（即映像开始执行之前的位置）。

执行区: 映像执行时所在的地址。

根区：  加载区和执行区的地址相同。

加载区和执行区

一般下载到FLASH里的2进制文件就放在加载区，上图中的0X0000-0X4000空间。应用程序启动时，__scatterload函数根据分散加载文件把RW数据节拷贝到RAM空间，然后在RAM空间分配ZI数据节的空间。因为对RAM空间里数据的读写比FLASH快。一般把RW的数据拷贝到RAM。RO节的数据不做处理。这样运行时的存储器空间就建立起来了。

 

二．堆栈的设置

__user_initial_stackheap() 可用 C 或 ARM 汇编语言来编写。它必须返回以下参数：

• r0 中的堆基址；

• r1 中的栈基址；

• r2 中的堆限制（双区模型）；

• r3 中的栈限制（双区模型）。

堆栈的模式有2种：单区模式，双区模式。

1.单区模型

默认情况下为单区模型，应用程序的堆和栈在同一存储器区中互相朝向对方增长，其中栈从地址 0x40000 向下增长，堆从地址 0x20000 向上增长。将相应的值加载到寄存器 r0 和 r1，然后返回。r2 和 r3 保持不变，因为在单区模型中不使用堆限制和栈限制。

 

EXPORT __user_initial_stackheap

__user_initial_stackheap

LDR r0, =0x20000 ;

LDR r1, =0x40000 ;

; r2 not used (HL)

; r3 not used (SL)

MOV pc, lr

 

2.双区模型

使用双区模型必须使用汇编命令 IMPORT 引入符号 __use_two_region_memory。将堆和栈分别放置在存储器不同的区中，__user_initial_stackheap() 建立的专用堆限制来检查堆。需要设置堆栈的长度。

汇编代码的实现，。栈从 0x40000 向0x20000 的限制向下增长。为使用该栈限制，所有使用此实现的模块必须进行编译以便进行软件栈检查。堆从 0x28000000 到 0x28080000 向上增长。

IMPORT __use_two_region_memory

EXPORT __user_initial_stackheap

__user_initial_stackheap

LDR r0, =0x28000000 ;HB

LDR r1, =0x40000 ;SB

LDR r2, =0x28080000 ;HL

LDR r3, =0x20000 ;SL

MOV pc, lr