ARM啟動過程

ARM 啟動過程
對于一般的嵌入式系統來講，考慮到系統成本，運行速度等因素，往往聯合使用好幾種存儲器件。在下面講到的例子中，是我在開發中用到的一個 ARM9EJ 的處理器，系統中采用了SDRAM, ROM, Nand FLASH, ITCM ,DTCM 等。

SDRAM: 程序正常運行時所在的存儲器， 物理地址 0x24000000 － 0x24800000 （以8M 為例）；
ROM: 復位后， ARM 從 ROM 啟動， ROM 是只讀的，出廠時就燒好了，不可更改，正常運行時，物理地址：
0x2C000000 - 0x2C006000 (24KB);
Nand FLASH: 外接存儲器件，正常運行的程序會通過燒錄工具先放在這里。也可以做為用戶的數據存儲區，通過文件系統來訪問。
ITCM, DTCM: 類似與 SDRAM ,但是速度比 SDRAM 快很多，當進行大量，繁瑣，且實時性要求較高的運算時，使用該存儲。

從開機，即對處理器發送一個 RESET 信號后， ARM 處理器就進入中斷模式，從中斷向量 RESET 處理，即地址0x00000000 處開始執行。但是，我們看到，整個系統在物理地址 0 處是沒有存儲器件的。實際上是， 對與大多數的ARM處理器來講，有一個硬件映射的機制。對與這個處理器來說，開始時，默認將 ROM （0x2C000000 － 0x2C006000) 映射到地址零處，注意，此動作是由硬件達成的，軟件不用考慮。此時，送到地址總線的地址是 0x00000000, 但是對應的卻是ROM 中offset 為0處的代碼。 看看ROM 中代碼是怎么考慮的：

.section .boot #1
__RESET_ADDR:
/* Move PC to ROM address */
LDR PC, =0x2C000024 #2
/* Hardward init */
BL __HARDWARD_INIT

/* Detect SDRAM size */
BL __SDRAM_DETECT

/* SDRAM init */
BL __SDRAM_INIT

/* Data section init */
BL __DATA_INIT #3

/* BSS section init */
BL __BSS_INIT #4

/* ARM mode stacks init */
BL __STACK_INIT #5

/* Enter C code */
B __MMU_START_MAIN #6

需要注意的是上面標出來的6個地方，下面分別解釋：
#1
GCC 會把以下的代碼放到 .boot 段中，通過 ld 中對 .boot 的安排，可將該段放在指定的地址空間,參見后面的 ld 描述；

#2
此處將 PC 指針賦值為 0x2C000024, 通過對這個 .boot 段進行反匯編，可以看到該地址對應
BL __HARDWARD_INIT, 就是該條指令的下一條。 此時，物理地址 0x00000024 和 0x2C000024 都對應這條指令，這是由于重映射機制造成的。通過，執行
LDR PC, =0x2C000024, 使得處理器的地址空間從原來的 0x0000000 變到 0x2C000000 ，這是必要的。其一： ROM 本身就對應在 0x2C000000 這個地址空間，恢復到此空間是很自然的。其二：為后面的重映射做準備。因為ROM 的運行速度沒有 SDRAM 快，所以通常把程序加載到 SDRAM 中運行，由于中斷向量的在 0x00000000 處，所以需要把 SDRAM 映射到 0 地址去，這也是硬件映射的。如果不做這種轉換的話，當進行了硬件映射后，兩條指令就接不上了，上一條指令是 0x0000xxxx, 位于 ROM 中，下一條指令 0x0000xxxy 為與SDRAM ，會接著從 SDRAM 中執行，很容易出問題。

#3
此處做數據段的初始化的，數據段是可讀可寫的。所以必須把數據段搬到 SDRAM 中去，方可使用。該數據段的 LMA 和 VMA 是不同的，通過在 ld 中加上標簽，可以得知從哪兒搬數據，要搬到那兒去。

#4
做BSS 段初始話，一般清0。 值得注意的是，對于初始化為 0 的全局變量，可能會放在這里。

#5
初始化，各個模式下的堆棧。

#6
啟動MMU，進入main 函數。