新手必看 ARM的启动流程介绍

ARM是在嵌入式学习过程中必不可少的一个环节。但是对于很多新手来说ARM启动过程是一个非常复杂的过程。本文就将为大家介绍ARM启动过程，感兴趣的朋友快来看一看吧。

对于一般的嵌入式系统来讲，考虑到系统成本，运行速度等因素，往往联合使用好几种存储器件。在下面讲到的例子中，是我在开发中用到的一个ARM9EJ的处理器，系统中采用了SDRAM，ROM，Nand FLASH，ITCM，DTCM等。

SDRAM: 程序正常运行时所在的存储器， 物理地址0x24000000 - 0x24800000（以8M为例）；

ROM: 复位后，ARM从ROM启动，ROM是只读的，出厂时就烧好了，不可更改，正常运行时，物理地址：

0x2C000000 - 0x2C006000 （24KB）；

Nand FLASH: 外接存储器件，正常运行的程序会通过烧录工具先放在这里。也可以做为用户的数据存储区，通过文件系统来访问。

ITCM，DTCM:类似与SDRAM，但是速度比SDRAM快很多，当进行大量，繁琐，且实时性要求较高的运算时，使用该存储。

从开机，即对处理器发送一个RESET信号后，ARM处理器就进入中断模式，从中断向量RESET处理，即地址0x00000000处开始执行。但是，我们看到，整个系统在物理地址0处是没有存储器件的。实际上是， 对与大多数的ARM处理器来讲，有一个硬件映射的机制。对与这个处理器来说，开始时，默认将ROM（0x2C000000 - 0x2C006000） 映射到地址零处，注意，此动作是由硬件达成的，软件不用考虑。此时，送到地址总线的地址是0x00000000， 但是对应的却是ROM中offset为0处的代码。 看看ROM中代码是怎么考虑的：

.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

需要注意的是上面标出来的6个地方，下面分别解释：

#1

GCC 会把以下的代码放到.boot段中，通过ld中对.boot的安排，可将该段放在指定的地址空间，参见后面的ld描述；

#2

此处将PC指针赋值为0x2C000024， 通过对这个.boot段进行反汇编，可以看到该地址对应

BL __HARDWARD_INIT， 就是该条指令的下一条。 此时，物理地址0x00000024和0x2C000024都对应这条指令，这是由于重映射机制造成的。通过，执行

LDR PC，=0x2C000024， 使得处理器的地址空间从原来的0x0000000变到0x2C000000，这是必要的。其一：ROM本身就对应在0x2C000000这个地址空间，恢复到此空间是很自然的。其二：为后面的重映射做准备。因为ROM的运行速度没有SDRAM快，所以通常把程序加载到SDRAM中运行，由于中断向量的在0x00000000处，所以需要把SDRAM映射到0地址去，这也是硬件映射的。如果不做这种转换的话，当进行了硬件映射后，两条指令就接不上了，上一条指令是0x0000xxxx， 位于ROM中，下一条指令0x0000xxxy为与SDRAM，会接着从SDRAM中执行，很容易出问题。

#3

此处做数据段的初始化的，数据段是可读可写的。所以必须把数据段搬到SDRAM中去，方可使用。该数据段的LMA和VMA是不同的，通过在ld中加上标签，可以得知从哪儿搬数据，要搬到那儿去。

#4

做BSS段初始话，一般清0。 值得注意的是，对于初始化为0的全局变量，可能会放在这里。

#5

初始化，各个模式下的堆栈。

#6

启动MMU，进入main函数。