简单的启动代码 IMPORT |Image$$RO$$Limit|

简单的启动代码

IMPORT |Image$$RO$$Limit|
 IMPORT |Image$$RW$$Base|
 IMPORT |Image$$ZI$$Base|
 IMPORT |Image$$ZI$$Limit|

 IMPORT Main ; 声明C程序中的Main()函数

 AREA Start,CODE,READONLY ;声明代码段Start
 ENTRY ; 标识程序入口
 CODE32 ; 声明32位ARM指令
            
 Reset LDR SP,=0x40003F00
  
; 初始化C程序的运行环境
 LDR R0,=|Image$$RO$$Limit|
 LDR R1,=|Image$$RW$$Base|
 LDR R3,=|Image$$ZI$$Base|
         
 CMP R0,R1
 BEQ LOOP1
LOOP0 CMP R1,R3
         LDRCC R2,[R0],#4
         STRCC R2,[R1],#4
         BCC LOOP0
LOOP1 LDR R1,=|Image$$ZI$$Limit|
       MOV R2,#0
LOOP2 CMP R3,R1
       STRCC R2,[R3],#4
       BCC LOOP2
       B Main ; 跳转到C程序代码Main()函数
        END

|Image$$RO$$Base| 
表示RO输出段运行时起始地址,也可以说是程序代码存放的起始地址,由-ro-base这个参数指定;
|Image$$RO$$Limit|
表示RO输出段运行时存储区域界限,其值可通过|Image$$RO$$Base|+Code sizes+RO Data sizes+4计算得出; 是编译器内部产生的变量,也就是只读属性的程序段的最后一个字句的地址,
|Image$$RW$$Base|
表示RW输出段运行时起始地址,记得是运行时的地址,而不一定是加载时的存放地址,因为RW输出段在加载时可能是在ROM中并紧跟着RO输出段存放的,当程序运行时才移动到RAM起始地址为|Image$$RW$$Base|的区域,由-rw-base这个参数指定;未指定的话,默认紧跟RO输出段,那么|Image$$RW$$Base|=|Image$$RO$$Limit|;
|Image$$RW$$Limit|
表示RW输出段运行时存储区域界限,其值可通过|Image$$RW$$Base|+RW Data sizes+4计算得出;
|Image$$ZI$$Base|
表示ZI输出段运行时起始地址,它是运行时在RAM中生成的,紧跟着RW输出段存放,其值和|Image$$RW$$Limit|一样;
|Image$$ZI$$Limit|
表示ZI输出段运行时存储区域界限,其值可通过|Image$$ZI$$Base|+ZI Data sizes+4计算得出。

一个程序包括只读的代码段和可读写的数据段。在ARM的集成开发环境中,只读的代码段和常量被称作RO段(ReadOnly);可读写的全局变量和静态变量被称作RW段(ReadWrite);RW段中要被初始化为零的变量被称为ZI段(ZeroInit)。对于嵌入式系统而言,程序映象都是存储在Flash存储器等一些非易失性器件中的,而在运行时,程序中的RW段必须重新装载到可读写的RAM中。这就涉及到程序的加载时域和运行时域。简单来说,程序的加载时域就是指程序烧入Flash中的状态,运行时域是指程序执行时的状态。对于比较简单的情况,可以在ADS集成开发环境的ARM LINKER选项中指定RO BASE和RW BASE,告知连接器RO和RW的连接基地址。对于复杂情况,如RO段被分成几部分并映射到存储空间的多个地方时,需要创建一个称为“分布装载描述文件”的文本文件,通知连接器把程序的某一部分连接在存储器的某个地址空间。需要指出的是,分布装载描述文件中的定义要按照系统重定向后的存储器分布情况进行。在引导程序完成初始化的任务后,应该把主程序转移到RAM中去运行,以加快系统的运行速度。

实验二 ARM C/C++语言实验1 实验目的通过实验了解使用ADS1.2编写C语言程序,并进行调试。2 实验内容(1)编写一个汇编程序文件和一个C程序文件,汇编程序的功能是初始化堆栈指针和初始化C程序的运行环境,然后跳转到C程序运行,这就是一个简单启动程序。C程序使用加法运算来计算1+2+3+…+(N-1)+N的(N>0)。(2)使用ADS1.2软件仿真,单步,全速运行程序,设置断点,打开寄存器窗口(Processor Registers)监视R0,R1的,打开存储器观察窗口(Memory)监视0x30003000上的。3 预备知识 (1) ARM指令系统内容;(2) APCS(ARM Procedure Call Standard)过程调用内容;(3) ADS1.2工程编辑和AXD调试的内容。4 实验设备 硬件:PC机一台。软件:Windows98/XP/2000系统,ADS1.2集成开发环境。 5 实验步骤 (1).启动ADS1.2,使用ARM Executable Image工程模板建立一个工程c1.mcp。(2).建立汇编源文件Startup.s和c1.c,编写实验程序,然后添加到工程中。(3).设置工程连接地址RO Base为0x30000000,RW Base为0x30003000,设置调试口地址Image entry point为0x30000000。(4).设置位于开始位置的起始代码段。方法:在ARM Linker中的Object/Symbol的栏中填写Startup.o,即Startup.s文件的目标代码;在Section栏中填写启动段名Start。 (5).编译连接工程,选择Project|Debug,启动AXD进行软件仿真调试。(6).在Startup.S的”B Main”处设置断点, 然后全速运行程序。(7).程序在断点处停止,单步运行程序,判断程序是否跳转到C程序中运行。(8).选择Processor Views | Variables打开变量观察窗口,观察全局变量的,单步/全速运行程序,判断程序的运算结果是否正确。6 实验报告内容在ADS1.2中能直接编写C语言程序进行运行吗?为什么?在汇编语言中调用C语言的格式怎样?汇编语言如何向C程序语言函数传递参数?7 参考程序(1)汇编语言Startup.s程序代码 IMPORT |Image$$RO$$Limit| IMPORT |Image$$RW$$Base| IMPORT |Image$$ZI$$Base| IMPORT |Image$$ZI$$Limit| IMPORT Main AREA Start,CODE,READONLY ENTRY CODE32Reset LDR SP,=0x40003F00 LDR R0,=|Image$$RO$$Limit| LDR R1,=|Image$$RW$$Base| LDR R3,= |Image$$ZI$$Base| CMP R0,R1 ;比较只读区域结束地址和读写区域起始地址,目的是判断有几个执;行区域,影响标志位Z BEQ LOOP1 ;如果只有一个可执行区域,直接在读写区域末尾进行ZI区域的0初始化,;即跳到LOOP1标号处;否则顺序执行标号LOOP0LOOP0 CMP R1,R3 ;比较不断增大的读写区域起始地址与0初始化区域的起始地址。 ;影响标志位C,如果R1<R3,C=0,条件CC为True,执行以下3条语句。 LDRCC R2,[R0],#4 ;将[R0]处的内容搬移到[R1]处 STRCC R2,[R1],#4 BCC LOOP0 ;如果不相等,跳回LOOP0继续搬移数据(可能包含能改变自身的;程序),如果相等,则执行LOOP1标号后的程序LOOP1 LDR R1,=|Image$$ZI$$Limit| ;这里R1又重新赋为ZI的末地址 MOV R2,#0LOOP2 CMP R3,R1 ;比较ZI的开始地址R3与末地址R1,如果R3<R1,则CC为True STRCC R2,[R3],#4 ;初始化ZI区域 BCC LOOP2 ;如果0初始化区域的终止地址小于不断增大的0初始化区域起始地址,;则跳到标号LOOP2处继续循环执行 B Main END (2)C语言C1.C程序代码#define uint8 unsigned char#define uint32 unsigned int#define N 100uint32 sum;void Main(void){ uint32 i; sum=0; for(i=0;i<=N;i++) { sum+=i; } while(1);}说明:①使用IMPORT关键字说明的几个变量是ADS编译器使用的变量;②|Image$$RO$$Base|是程序段的起始地址,即在编译器中RO的首地址,例如0x30000000。|Image$$RO$$Limit|代码段占用的末尾地址加1,此地址无代码段内容,上一地址号有代码内容。代码存储代码编译内容和程序中定义的常量。③|Image$$RW$$Base|是在编译器中配置的RW的首地址,例如0x30003000。|Image$$RW$$Limit|是数据段占用的末尾地址多1,它也是|Image$$ZI$$Base|的地址,此地址无数据段内容,上一地址号有数据内容。数据段存储程序中定义的可读写的全局变量和静态变量。④|Image$$ZI$$Base| 是RW段中要被初始化为零(ZI ZeroInit)的变量段的起始地址,它与RW段的地址是连续的,即等于|Image$$RW$$Limit||Image$$ZI$$Limit|是初始化为0的RW段占用的末尾地址。即ZI数据段存储程序中定义的全局变量,但没有赋。⑤经编译器编译的程序代码的空间分布是,代码段编译代码、有初始化赋的RW数据段代码、没有初始化的全局变量代码ZI数据段。它们编译后是连续分布的,经main函数前面的一段汇编语言程序,程序代码段的物理存储位置保持不变,首地址为|Image$$RO$$Base|,RW数据段将搬移到编译器配置的实际物理地址|Image$$RW$$Base|的首地址处,之后连续搬移存放ZI数据段。⑥ C编译后的存储器分布与ADS的存储器分布映射图注意:|Image$$RO$$Limit|就是为判断|Image$$RW$$Base|而设计的,当|Image$$RO$$Limit|大于|Image$$RW$$Base|时,说明ADS设置的数据区RW区初设置太小,没有给代码区留有足够的空间。此程序中没有考虑到这种情形。当|Image$$RO$$Limit|等于|Image$$RW$$Base|时,说明ADS设置的数据区RW区正好与代码的数据区重合,此时不需要对RW的数据区进行搬移,只需要将ZI区清“0”。当|Image$$RO$$Limit|小于|Image$$RW$$Base|时,说明ADS设置的数据区RW区初大于C代码段的末,需要对数据区RW进行搬移。
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