ARM初始化程序分析..doc

ARM学习报告001 杜云海 duyunhai@ ARM映象文件及执行机理　 ＡＲＭ学习报告００１　　　　　２００４－５－７　 　 　这几天为了弄清楚ＡＲＭ系统是如何运行相应的可执行程序可谓费尽心机，整个五一假期都没有休息，其中由于烧写ｆｌａｓｈ的软件出了些问题，使得理解ＡＲＭ映象文件及执行机理更加曲折，不过还好在自己的努力和论坛上兄弟的帮助下，终于还是成功了。作为进入ＡＲＭ系统设计的重要一步，我觉得这个过程是应该写下来的，既是为了自己的总结，也为了后来进入ＡＲＭ的人可以少走些弯路。　 　我的开发板配置如下：　 l ＣＰＵ：　Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ芯片（ＡＲＭ７ＴＤＭＩ核）　 l ＦＬＡＳＨ：1片16×1M位数据宽度的FLASH，共2M 字节Flash（MX29LV160BTC）， 速度70/90ns；　１６位模式。　 l 内存ＳＤＲＡＭ：２片4M ×16位数据宽度的SDRAM（HY57V651620B TC-10S）构成， 共16M 字节SDRAM。2片16位拼做32位使用，共用一个片选。　 l 简易ＪＴＡＧ调试，两个串口，一个以太网口　 　 从我个人的学习经过认为，初学者最难突破的应该是以下三个方面。所以，本文基本上从这三个方面来阐述。　 l ＡＲＭ映象文件（包括ａｘｆ文件和ｂｉｎ文件）的生成和组成　 l 映象文件下在ｆｌａｓｈ中的状态和运行时的状态（加载域和运行时域）　 l 地址重映射ｒｅｍａｐ　 　 本文基本围绕附录给出的那个串口发送程序ＭｙＳＣｏｍｍ４５１０ｂ００２．ｍｃｐ而展开的。这个程序的初始化和地址重映射部分参考了ｔｗｅｎｔｙｏｎｅ的程序（ｈｔｔｐ：／／ｂｂｓ．ｅｄｗ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｄｉｓｐｂｂｓ．ａｓｐ？ｂｏａｒｄＩＤ＝２０＆ＩＤ＝２７９８０＆ｐａｇｅ＝１），串口发送部分参考了ｓｏｆａ的程序（那我自己写了什么呢？J）。　 　 首先我们应该建立这样一种概念，对于一个裸机（Ｆｌａｓｈ里什么都没有）来说，所有的细节都得自己设置，不要指望芯片或开发工具可以为你做些什么！所以从第一条指令开始，你就必须负责所有的工作。对于Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ，上电或复位后从０始执行指令，而硬件上我们把Ｆｌａｓｈ接在了ＣＰＵ的ＲＯＭＣＯＮ０处，所以ＣＰＵ就是从Ｆｌａｓｈ的０开始取指令，那么我们就必须保证ＣＰＵ一开始可以取到正确的指令。　　 小插曲：　 我前几天就是被我的ｆｌａｓｈ下载程序害死了，由于下载程序的时序问题，开始的４０多个字节里不能正常烧写，结果老是为０ｘｆｆ，而我刚刚开始也不懂得ＡＲＭ映象文件的内涵，结果以为ａｘｆ文件就是可执行文件，将其烧入ｆｌａｓｈ，所以程序真正的第一条指令在０ｘ３４开始，不能正确烧写的部分正好是ａｘｆ文件的头，没有影响到真正的指令。程序有时也可以执行（因为０ｘｆｆ相当于空指令一样，程序也可以执行到真正的第一条指令），所以串口输出的都是不对的乱码或字母。　 一　ＡＲＭ的映象文件　 １．１　初步认识ａｘｆ和ｂｉｎ文件　 - 1 - ARM学习报告001 杜云海 duyunhai@ 这里我先谈谈ＡＲＭ的映象文件（即可执行文件）的概念。我们生成的ＡＲＭ的映象文件有ａｘｆ格式和ｂｉｎ格式两种，有时容易被二者混淆。其实ｂｉｎ文件是真正的可执行文件，而ａｘｆ文件是ＡＲＭ特有的调试文件，里面除了包含ｂｉｎ文件的内容之外，还附加了许多其他调试信息。首先让我们来看看ａｘｆ和ｂｉｎ的区别，图１～图４是用ｕｌｔｒａｅｄｉｔ打开的ａｘｆ文件和ｂｉｎ文件的头部和尾部。这两个文件都是ＭｙＳｃｏｍｍ４５１０ｂ００２．ｍｃｐ用ＡＤＳ１．２生成的（选中ｔａｒｇｅｔ　ｓｅｔｔｉｎｇ中的ｐｏｓｔ－ｌｉｎｋｅｒ：ｆｒｏｍｅｌｆ和ＡＲＭ　Ｆｒｏｍｅｌｆ中的ｏｕｔｐｕｔ　ｆｏｒｍａｔ：ｐｌａｉｎ　ｂｉｎａｒｙ这两个选项，就可以同时生成相应的ａｘｆ和ｂｉｎ文件）。　 在生成这两个映象文件时，请设置ＡＲＭｌｉｎｋｅｒ　的选项：ｒｏ＿ｂａｓｅ设为０ｘ００００，ｒｗ＿ｂａｓｅ设为０ｘａ０００００，作用将在本文后面解释。　 图１是ａｘｆ文件，其中反显处才是真正的第一条指令，开始的５２个字节都是ａｘｆ文件头，而图２的ｂｉｎ文件就是真正的第一条指令（所以为什么说ｂｉｎ文件才是真正的可执行文件）。关键是从第一条指令开始的二个文件的比较了，哦，竟然是完全相同的，一直到ｂｉｎ文件的尾部，见图３和图４。即ｂｉｎ文件就是ａｘｆ文件。不过，二者的相应指令或数据的地址就不一样了，先记住这一点伏笔。Ｂｉｎ文件结束（图４反显处），但ａｘｆ文件还没有结束（图３中反显指示ｂｉｎ文件相应结束部分），其后还有很多相关的调试信息，这些调试信息可以用在ＡＤＷ或ＡＸＦ的ｌｏａｄ　ｉｍａｇｅ的调试中。　 由