S32DS中链接文件及启动代码学习

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于 2022-06-23 13:49:00 首次发布

本文详细介绍了S32K3xx微控制器的启动代码，包括链接文件的作用、启动代码的执行流程，以及程序编译链接的过程。启动代码涉及Flash和SRAM内存分配、中断向量表、内核初始化、MPU配置等多个关键环节，对于理解MCU的启动流程至关重要。此外，还解释了RAM、ROM、Flash存储器等概念，以及相关术语和关键词的功能。

一、链接文件

文件夹中有linker_flash.ld文件和linker_ram.ld文件。

在这里插入图片描述

Linker File称为链接文件，它是作用在链接过程。程序代码（.s 和 .c）源文件会经过预编译、编译、汇编、链接最后生成目标可执行文件；

linker_flash.ld文件功能：Flash和SRAM内存分配，为Flash构建目标分配代码段和数据段；

linker_ram.ld文件功能：SRAM内存分配，为RAM构建目标分配代码段和数据段。

linker_flash.ld文件分析：
在这里插入图片描述

二、启动代码

<Startup_Code>文件夹中有以下几个文件：

在这里插入图片描述

1.<startup_cm7.s>内主要分为定义部分和程序执行部分；

定义部分：

1）定义部分常量

#define MAIN_CORE 0
#define MCME_CTL_KEY    0x402DC000
#define MCME_PRTN1_PUPD 0x402DC304
#define MCME_PRTN1_STAT 0x402DC308
#define MCME_PRTN1_COFB0_CLKEN 0x402DC330
#define MCME_MSCM_REQ (1 << 24)
#define MCME_KEY 0x5AF0
#define MCME_INV_KEY 0xA50F
#define CM7_ITCMCR 0xE000EF90
#define CM7_DTCMCR 0xE000EF94

#define SBAF_BOOT_MARKER   (0x5AA55AA5)
#define CM7_0_ENABLE_SHIFT (0)
#define CM7_1_ENABLE_SHIFT (1)

#define CM7_0_ENABLE            (1)
#define CM7_1_ENABLE            (0)
#define CM7_0_VTOR_ADDR         (__ROM_INTERRUPT_START)
#define CM7_1_VTOR_ADDR         (0)
#define XRDC_CONFIG_ADDR        (0)
#define LF_CONFIG_ADDR          (0)

    .syntax unified
    .arch armv7-m

在这里插入图片描述

2）定义".init_table"段内容为可分配

/* Table for copying and zeroing */
/* Copy table:
  - Table entries count
    - entry one ram start
    - entry one rom start
    - entry one rom end
    ...
    - entry n ram start
    - entry n rom start
    - entry n rom end
  Zero Table:
    - Table entries count
      - entry one ram start
      - entry one ram end
*/
/** 1.定义部分 **/
.section ".init_table", "a"	//段内容可分配
  .long 4
  .long __RAM_CACHEABLE_START
  .long __ROM_CACHEABLE_START
  .long __ROM_CACHEABLE_END
  .long __RAM_NO_CACHEABLE_START
  .long __ROM_NO_CACHEABLE_START
  .long __ROM_NO_CACHEABLE_END
  .long __RAM_SHAREABLE_START
  .long __ROM_SHAREABLE_START
  .long __ROM_SHAREABLE_END
  .long __RAM_INTERRUPT_START
  .long __ROM_INTERRUPT_START
  .long __ROM_INTERRUPT_END

在这里插入图片描述

3）定义".zero_table"段内容为可分配

.section ".zero_table", "a"	//段内容可分配
  .long 3
  .long __BSS_SRAM_SH_START
  .long __BSS_SRAM_SH_END
  .long __BSS_SRAM_NC_START
  .long __BSS_SRAM_NC_END
  .long __BSS_SRAM_START
  .long __BSS_SRAM_END

在这里插入图片描述

4）定义".core_loop"段内容为可分配，可执行

.globl RESET_CATCH_CORE
.globl _core_loop
.section ".core_loop","ax"	//段内容可分配，可执行
.thumb

_core_loop:
    nop
    nop
    nop
    nop
    b _core_loop

在这里插入图片描述

5）定义".boot_header"段内容为可分配，可执行（详细见startup_cm7.s文件）

.section ".boot_header","ax"	//段内容可分配，可执行
  .long SBAF_BOOT_MARKER /* IVT marker */
  .long (CM7_0_ENABLE << CM7_0_ENABLE_SHIFT) | (CM7_1_ENABLE << CM7_1_ENABLE_SHIFT) /* Boot configuration word */
  .long 0 /* Reserved */
  .long CM7_0_VTOR_ADDR /* CM7_0 Start address */
  .long 0 /* Reserved */
  .long CM7_1_VTOR_ADDR /* CM7_1 Start address */
  .long 0 /* Reserved */
  .long XRDC_CONFIG_ADDR /* XRDC configuration pointer */
  .long LF_CONFIG_ADDR /* Lifecycle configuration pointer */
  .long 0 /* Reserved */

在这里插入图片描述

执行部分：

其中代码执行的顺序是按S32K3xx RTD启动步骤执行的，如下图：

在这里插入图片描述

1） Reset_Handler:

.set VTOR_REG, 0xE000ED08
.thumb 
.thumb_func
.globl Reset_Handler
.globl _start
_start:			/** 2.程序执行部分 **/
Reset_Handler:
/*****************************************************/
/* Skip normal entry point as nothing is initialized */
/*****************************************************/
 cpsid i		//关闭中断
 mov   r0, #0
 mov   r1, #0
 mov   r2, #0
 mov   r3, #0
 mov   r4, #0
 mov   r5, #0
 mov   r6, #0
 mov   r7, #0

在这里插入图片描述

2） InitMSCMClock:

a) 通过判断 MC_ME 模块 PRTN1_COFB0_STAT 寄存器第 24bit，检查 MSCM 时钟使能情况。

b) 若时钟已使能，跳转到 SetVTOR 执行

c) 若时钟未使能，继续往下执行

d) 通过置位 MC_ME 模块 PRTN1_COFB0_CLKEN 寄存器第 24bit，打开 MSCM 时钟

e) 通过往 MC_ME 模块 PRTN1_PUPD 寄存器写 1，更新时钟操作

f) 通过往 MC_ME 模块 CTL_KEY 写入 KEY 值，使能硬件操作

InitMSCMClock:	//
  /* Enable clock in PRTN1 */
  ldr r0, =MCME_PRTN1_COFB0_CLKEN
  ldr r1, [r0]
  ldr r2, =MCME_MSCM_REQ
  orr r1, r2
  str r1, [r0]

  /* Set PUPD field */
  ldr r0, =MCME_PRTN1_PUPD
  ldr r1, [r0]
  ldr r2, =1
  orr r1, r2 
  str r1, [r0]

  /* Trigger update */
  ldr r0, =MCME_CTL_KEY
  ldr r1, =MCME_KEY
  str r1, [r0]
  ldr r1, =MCME_INV_KEY
  str r1, [r0]

  ldr r0, =MCME_PRTN1_PUPD

在这里插入图片描述

3） WaitForClock:

a) 循环等到时钟初始化完成

WaitForClock:
  ldr r1, [r0]
  ldr r2, =1
  and r1, r2
  cmp r1, #1
  bge WaitForClock

在这里插入图片描述

4） SetVTOR:(向 C

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一、链接文件

二、启动代码