嵌入式軟件開發之： 復位和初始化

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置堆棧，也就是說，復位處理程序必須為應用程序所使用的任何執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。

; 啟用系統模式堆棧

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

STR sp,[r2] ;將系統堆棧指針存儲到系統模式下的sp

; 啟用系統堆棧限制 (為ARM編譯器的堆棧檢測做準備)

SUB r1,sp,#SYSTEM_STACK_SIZE ;跳轉堆棧指針

BIC r1,r1,#0x03 ;4字節對齊

MOV r10,r1 ;將堆棧的限制放入r10寄存器（AAPCS規則）

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 ;得到當前的CPSR值

BIC r0,r0,#MODE_MASK ;清除模式位

ORR r1,r0,#IRQ_MODE ;設為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/用戶堆棧

……

……

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

復位處理程序中設置的棧指針和棧限制值由C庫初始化代碼作為參數自動傳遞給__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現__user_initial_stackheap()，該段代碼可以和上面的堆棧指針設置程序配合使用。

IMPORT heap_base

EXPORT __user_initial_stackheap()

__user_initial_stackheap()

; 程序中指定?；刂坊蛟诿枋鑫募兄付ㄔ摰刂?/p>

LDR r0,=heap_base

; r1 contains SB value

MOV pc,lr

13.5.5 硬件初始化

一般情況下，系統初始化代碼和主應用程序是分開的。系統初始化要在主應用程序啟動前完成。但部分與硬件相關的系統初始化過程，如啟用Cache和中斷，必須在C庫初始化代碼執行完成后才能執行。

為了在進入主應用程序之前，完成系統初始化，可以使用$sub和$super函數標識符在進入主程序之前插入一個例程。這一機制可以在不改變源代碼的情況下擴展函數的功能。

下面的例子說明了如何使用$sub和$super函數標識。鏈接程序通過調用$sub$$main()函數取代對main()的調用。所以用戶可以在自己編寫的$sub$$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(); // 調用原來的main()函數

}

在$Sub$$main(void)函數中，鏈接程序通過調用$Super$$main()，使代碼跳轉到實際的main()函數。

在完成硬件初始化之后，必須考慮主應用程序運行在何種模式。如果應用程序運行在特權模式（Privileged mode），只需在退出復位處理程序前切換到適當的模式；如果應用程序運行在用戶模式下，要在完成系統初始化之后，再切換到用戶模式。模式的切換工作，一般在$Sub$$main(void)函數中完成。