嵌入式軟件開發(fā)之： 復(fù)位和初始化

13.5.4 棧指針初始化

在程序的初始化代碼中，用戶必須要為處理器用到的各種模式設(shè)置堆棧，也就是說，復(fù)位處理程序必須為應(yīng)用程序所使用的任何執(zhí)行模式的棧指針分配初始值。

下面的例子顯示了如何在初始化代碼中啟用不同模式下的堆棧。

; 啟用系統(tǒng)模式堆棧

LDR r2,INT_System_Stack ;將系統(tǒng)堆棧的全局變量放到r2中

STR sp,[r2] ;將系統(tǒng)堆棧指針存儲(chǔ)到系統(tǒng)模式下的sp

; 啟用系統(tǒng)堆棧限制 (為ARM編譯器的堆棧檢測(cè)做準(zhǔn)備)

SUB r1,sp,#SYSTEM_STACK_SIZE ;跳轉(zhuǎn)堆棧指針

BIC r1,r1,#0x03 ;4字節(jié)對(duì)齊

MOV r10,r1 ;將堆棧的限制放入r10寄存器（AAPCS規(guī)則）

LDR r2,INT_System_Limit ;得到堆棧限制全局變量地址

STR r1,[r2] ;將堆棧限制存入全局變量

; 切換到IRQ模式

MRS r0,CPSR ;得到當(dāng)前的CPSR值

BIC r0,r0,#MODE_MASK ;清除模式位

ORR r1,r0,#IRQ_MODE ;設(shè)為IRQ模式

MSR CPSR_cxsf,r1 ;切換到IRQ模式

;啟用IRQ模式堆棧

LDR sp,=INT_Irq_SP ;將IRQ模式堆棧指針放入sp_irq

; 切換到FIQ

ORR r1,r0,#FIQ_MODE ;設(shè)置FIQ模式位

MSR CPSR_cxsf,r1 ;切換到FIQ模式

; Set-up FIQ stack

LDR sp,=INT_Fiq_SP ;得到FIQ模式指針

; 切換到Abort模式

ORR r1,r0,#ABT_MODE ;設(shè)置Abort模式位

MSR CPSR_cxsf,r1 ;切換到ABT模式

; 啟用Abort堆棧

LDR sp,=INT_Abort_SP

; 切換到未定義異常模式

ORR r1,r0,#UNDEF_MODE

MSR CPSR_cxsf,r1

;啟用未定義指令模式堆棧

LDR sp,=INT_Undefined_SP

; 啟用系統(tǒng)/用戶堆棧

……

……

為了設(shè)置棧指針，進(jìn)入每種模式（中斷禁用）并為棧指針分配適合的值。要利用軟件棧檢查，也必須在此設(shè)置棧限制。

復(fù)位處理程序中設(shè)置的棧指針和棧限制值由C庫(kù)初始化代碼作為參數(shù)自動(dòng)傳遞給__user_initial_stackheap()。因此，不允許__user_initial_stackheap()更改這些值。

下面的例子顯示了如何實(shí)現(xiàn)__user_initial_stackheap()，該段代碼可以和上面的堆棧指針設(shè)置程序配合使用。

IMPORT heap_base

EXPORT __user_initial_stackheap()

__user_initial_stackheap()

; 程序中指定棧基地址或在描述文件中指定該地址

LDR r0,=heap_base

; r1 contains SB value

MOV pc,lr

13.5.5 硬件初始化

一般情況下，系統(tǒng)初始化代碼和主應(yīng)用程序是分開的。系統(tǒng)初始化要在主應(yīng)用程序啟動(dòng)前完成。但部分與硬件相關(guān)的系統(tǒng)初始化過程，如啟用Cache和中斷，必須在C庫(kù)初始化代碼執(zhí)行完成后才能執(zhí)行。

為了在進(jìn)入主應(yīng)用程序之前，完成系統(tǒng)初始化，可以使用$sub和$super函數(shù)標(biāo)識(shí)符在進(jìn)入主程序之前插入一個(gè)例程。這一機(jī)制可以在不改變?cè)创a的情況下擴(kuò)展函數(shù)的功能。

下面的例子說明了如何使用$sub和$super函數(shù)標(biāo)識(shí)。鏈接程序通過調(diào)用$sub$$main()函數(shù)取代對(duì)main()的調(diào)用。所以用戶可以在自己編寫的$sub$$main()例程中啟用Cache或使能中斷。

extern void $Super$$main(void);

void $Sub$$main(void)

{

cache_enable(); // 使能caches

int_enable(); // 使能中斷

$Super$$main(); // 調(diào)用原來的main()函數(shù)

}

在$Sub$$main(void)函數(shù)中，鏈接程序通過調(diào)用$Super$$main()，使代碼跳轉(zhuǎn)到實(shí)際的main()函數(shù)。

在完成硬件初始化之后，必須考慮主應(yīng)用程序運(yùn)行在何種模式。如果應(yīng)用程序運(yùn)行在特權(quán)模式（Privileged mode），只需在退出復(fù)位處理程序前切換到適當(dāng)?shù)哪Ｊ?；如果?yīng)用程序運(yùn)行在用戶模式下，要在完成系統(tǒng)初始化之后，再切換到用戶模式。模式的切換工作，一般在$Sub$$main(void)函數(shù)中完成。