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ARM的七种异常类型

精品文档

ARM7支持六种操作模式：
（1） 用户模式（usr）：正常的程序执行状态
（2） FIQ模式(fiq)： 支持数据传送或通道处理
（3） IRQ模式(irq)： 用于通用的中断处理
（4） 管理模式(svc)：用于操作系统的保护模式
（5） 异常模式(abt)：数据或者指令预取异常时进入
（6） 无定义模式(und)：当无定义指令被执行时进入
（7）
软件控制，外部中断，异常处理都可以改变操作模式。大部分的应用程序在用户模式下执行。
其他模式，比如管理模式，在中断、异常服务、或者访问被保护资源时进入。

ARM 的中央寄存器集是16 个用户寄存器R0 – R15。这些寄存器均是32 位宽度，R0 – R12
没有其他特殊功能，寄存器R13 – R15在CPU中有特殊功能。R13被用作栈指针（stack pointer,
SP）。R14被称为链接寄存器（link register, LR），当调用一个函数时返回地址被自动保存到链接
寄存器，在函数返回时有效。这使得快速进入和返回“叶”函数（不调用其他函数的函数）成为可
能。如果函数是分支的一部分（即该函数将调用另一个函数），链接寄存器必须入栈（R13）。
R15 是程序计数器（program counter, PC）。有趣的是，许多指令也可以在R13 – R15中执行，
就像它们是标准的用户寄存器。

ARM中断的问题
ARM的七种异常类型
－－－－－－－－－
1> 复位异常
2> 数据访问中止异常
3> 快速中断请求异常
4> 一般中断请求
5> 预取指令异常
6> 软件中断异常
7> 未定义异常
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
问题：
1> 为什么除了进入复位异常模式外，在别的异常处理模式中都允许FIQ中断？
2> 数据访问中止异常的优先级 大于 FIQ异常，为什么在数据访问异常处理模式中，还允许 FIQ中断？这样不就成了：在高优先级异常处理中允许低优先级的中断发生？
　　即使这样，因为FIQ中断的优先级 < 数据异常中断优先级，也不会进入 FIQ中断处理程序啊，这样不就更没有用处了？？

ARM体系的各种异常的分析（学习日记）- [ARM7TDMI]
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1.复位异常
（1）当内核的nRESET信号被拉低时，ARM处理器放弃正在执行的指令，当nRESET信号再次变高时，ARM处理器进行复位操作；
（2）系统复位后，进入管理模式对系统进行初始化，复位后，只有PC（0x00000000）和CPSR（nzcvqIFt_SVC）的值是固定的，另外寄存器的值是随机的。
2.IRQ异常
（1）当CPSR中的相应的中断屏蔽被清除时，内核的nIRQ信号被拉低时可产生IRQ异常；
（2）由于ARM处理器的三级流水线结构，当异常发生时，PC的值等于当前执行指令的地址+8（即正确的中断返回地址+4），因此R14保存的值是 中断返回地址+4 ，所以当异常要返回时须执行以下指令：
SUBS   PC，R14_irq,#4             ；PC=R14 - 4
注意：在SUB指令尾部有个S，并且PC是目标寄存器，所以程序返回时CPSR将自动从SPSR寄存器中恢复；
（3）将用户模式下的CPSR保存到SPSR_irq中；
（4）设置PC为IRQ异常处理程序的中断入口向量地址，在IRQ模式下该向量地址为0x00000018。
3.FIR异常
（1）当CPSR中的相应F位被清零时，内核的nFIR信号被拉低时可产生FIR异常，FIQ异常是优先级最高的中断；
（2）FIQ异常的进入和退出与IRQ异常类似；
（3）快速中断模式有8个专用的寄存器，可用来满足寄存器保护的需要，因此从其他模式进入FIQ模式时这些寄存器不用压栈了，提高程序运行的速度，且在中断入口地址的安排上，FIQ处于所有异常入口的最后，这是为了让用户可以从FIQ异常入口处（0x1c）就开始安排中断服务程序，而不需要再次跳转。
4.未定义指令异常
（1）当ARM在对一条未定义指令进行译码时，发现这是一条自己和系统内任何协处理器都无法执行的指令时，就会发生未定义指令异常；
（2）由于是在对未定义指令译码时发生异常，所以PC的值等于未定义指令的地址+4（即刚好为中断返回地址），因此R14保存的值是 中断返回地址 ，所以当异常要返回时可执行以下指令：
MOVS   PC，R14_und             
5.中止异常
中止表示当前存储器的访问不能完成，是由外部的ABOUT输入信号引起的异常，分为两类：
（1） 预取指中止：由程序存储器引起的中止异常；
（2） 数据中止：由数据存储器引起的中止异常；
5.1预取指中止异常
当程序发生预取指中止时，ARM内核将预取的指令标记为无效，但在指令到达流水线的执行阶段时才进入异常，因此当前PC的值为当前执行指令的地址+8（即正确的中断返回地址+4），因此R14保存的值是 中断返回地址+4 ，所以当修复了产生中止的原因后，不管在什么操作状态，处理器都会执行以下指令：
SUBS   PC，R14_abt,#4             ；PC=R14 - 4
5.2数据中止异常
当发生数据中止异常时，异常会在“导致异常的指令”执行后的下一条指令时才发生，因此当前PC的值为“导致异常的指令”执行后的下一条指令的地址+8（即正确的中断返回地址+8），因此R14保存的值是 中断返回地址+8，所以当修复了产生中止的原因后，不管在什么操作状态，处理器都会执行以下指令：
SUBS   PC，R14_abt,#8             ；PC=R14 - 8
注意：LPC2000系列ARM是基于ARM7TDMI内核的，不具有MMU,所以不应该发生中止异常，初学者时常会发生中止异常，大多数是因为编写的程序的问题。
6.SWI软件中断异常
（1）所有的任务都是运行在用户模式下的，因此任务只能读CPSR而不能写SPSR。任务切换到特权模式下唯一的途径就是使用一个SWI指令调用，SWI指令强迫处理器从用户模式切换到SVC管理模式，并且IRQ自动关闭，所以软件中断方式常被用于系统调用。
（2）系统调用的具体过程还是看有关uc/os-II等操作系统书，那里比较详细。
（3）SWI处理程序通过执行下面的指令返回：
MOVS   PC，R14_svc
具体为什么偏移量为0，我现在也还没有搞懂，请看到的大虾多多指点，留个言，谢谢了！！！
      经高手指点后明白了原来这么多异常的返回地址问题只要一句话：除了数据中止以外，所有异常发生时R14保存的值都是跳转时的PC-4，只是软件原因引起的异常时执行时(PC为该指令地址+8)就发生异常跳转了，而硬件引起的异常为了保证程序安全必须等到当前指令完成后(执行目标已经指向下一个指令，即PC为该指令地址+12)才会发生跳转。

ARM简介及BootLoader介绍
ARM简介及BootLoader介绍
黄大荣 2006-09-29
ARM基本常识（1）
    目前嵌入式处理器常见的有ARM、PowerPC、MIPS、Motorola 68K、ColdFire(冷火)等，但ARM占据了绝对主流（有资料说手机中几乎90%都是ARM处理器）。ARM是一个只卖知识产权的公司，目前获得购买了ARM CPU核授权许可的大公司很多，包括Intel、Samsung、Amstel、Motorola、Philip等，他们都在ARM CPU核的基础上进行了一些外围扩展，形成自己的处理器。
    ARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。
ARM基本常识（2）
    1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
    ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。
ARM处理器状态（1）
    ARM微处理器的工作状态一般有两种，并可在两种状态之间切换：
第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令；
第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。
在程序的执行过程中，微处理器可以随时在两种工作状态之间切换，并且，处理器工作状态的转变并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。但ARM微处理器在开始执行代码时，应该处于ARM状态。  
ARM处理器状态（2）
    进入Thumb状态：当操作数寄存器的状态位（位0）为1时，可以采用执行BX指令的方法，使微处理器从ARM状态切换到Thumb状态。此外，当处理器处于Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。
    进入ARM状态：当操作数寄存器的状态位为0时，执行BX指令时可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM状态。此外，在处理器进行异常处理时，把PC指针放入异常模式链接寄存器中，并从异常向量地址开始执行程序，也可以使处理器切换到ARM状态。
ARM处理器模式（1）
    ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：
用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态。
快速中断模式(fiq)：用于高速数据传输或通道处理。
外部中断模式(irq)：用于通用的中断处理。
管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式。
数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。
系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务。
定义指令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。
ARM处理器模式（2）
    ARM微处理器的运行模式可以通过软件改变，也可以通过外部中断或异常处理改变。大多数的应用程序运行在用户模式下，当处理器运行在用户模式下时，某些被保护的系统资源是不能被访问的。
    除用户模式以外，其余的所有6种模式称之为非用户模式，或特权模式；其中除去用户模式和系统模式以外的5种又称为异常模式，常用于处理中断或异常，以及需要访问受保护的系统资源等情况。
ARM寄存器
    ARM处理器共有37个寄存器。其中包括：31个通用寄存器，包括程序计数器(PC)在内。这些寄存器都是32位寄存器。以及6个32位状态寄存器。
关于寄存器这里就不详细介绍了，有兴趣的人可以上网找找，很多这方面的资料。
异常处理
    当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常，例如处理一个外部的中断请求。在处理异常之前，当前处理器的状态必须保留，这样当异常处理完成之后，当前程序可以继续执行。处理器允许多个异常同时发生，它们将会按固定的优先级进行处理。当一个异常出现以后，ARM微处理器会执行以下几步操作：
进入异常处理的基本步骤：
将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。将CPSR复制到相应的SPSR中。
根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。
强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。
如果异常发生时，处理器处于Thumb状态，则当异常向量地址加载入PC时，处理器自动切换到ARM状态。
ARM微处理器对异常的响应过程用伪码可以描述为：
R14_ = Return Link
SPSR_= CPSR
CPSR[4:0] = Exception Mode Number
CPSR[5] = 0 ；当运行于 ARM 工作状态时
If == Reset or FIQ then；当响应 FIQ 异常时，禁止新的 FIQ 异常
CPSR[6] = 1
PSR[7] = 1
PC = Exception Vector Address
异常处理完毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回：
将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。
将SPSR复制回CPSR中。
若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。
BootLoader简介
    简单地说，Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
    Boot Loader 是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式世界。因此，在嵌入式世界里建立一个通用的 Boot Loader 几乎是不可能的。尽管如此，我们仍然可以对 Boot Loader 归纳出一些通用的概念来，以指导用户特定的 Boot Loader 设计与实现。

    基于 ARM7TDMI core 的 CPU 在复位时通常都从地址 0x00000000 取它的第一条指令。在系统加电后，CPU 将首先执行 Boot Loader 程序。
大多数 Boot Loader 都包含两种不同的操作模式：“启动加载”模式和“下载”模式 ：
启动加载（Boot loading）模式：Boot Loader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行，整个过程并没有用户的介入。
下载（Downloading）模式：Boot Loader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机（Host）下载文件，比如：下载内核映像和根文件系统映像等。
BOOT的一般步骤为：
        设置中断向量表
        初始化存储设备
        初始化堆栈
        初始化用户执行环境
        呼叫主应用程序
设置中断向量表
    ARM要求中断向量表必须放置在从0地址开始，连续8X4字节的空间内。
每当一个中断发生以后，ARM处理器便强制把PC指针置为向量表中对应中断类型的地址值。因为每个中断只占据向量表中1个字的存储空间，只能放置一条ARM指令，使程序跳转到存储器的其他地方，再执行中断处理。
中断向量表的程序实现通常如下表示：
AREA Boot ,CODE, READONLY
ENTRY
B??? ResetHandler
B??? UndefHandler
B??? SWIHandler
B??? PreAbortHandler
B??? DataAbortHandler
B
B?? ?IRQHandler
B??? FIQHandler
其中关键字ENTRY是指定编译器保留这段代码，因为编译器可能会认为这是一段亢余代码而加以优化。链接的时候要确保这段代码被链接在0地址处，并且作为整个程序的入口。?
初始化存储设备
    存储器端口的接口时序优化是非常重要的，这会影响到整个系统的性能。因为一般系统运行的速度瓶颈都存在于存储器访问，所以存储器访问时序应尽可能的快；而同时又要考虑到由此带来的稳定性问题。
在不同的板子上处理芯片、存储设备以及其接口差异很大，应根据不同的情况来配置。
初始化堆栈
    因为ARM有7种执行状态，每一种状态的堆栈指针寄存器（SP）都是独立的。因此，对程序中需要用到的每一种模式都要给SP定义一个堆栈地址。方法是改变状态寄存器内的状态位，使处理器切换到不同的状态，然后给SP赋值。注意：不要切换到User模式进行User模式的堆栈设置，因为进入User模式后就不能再操作CPSR回到别的模式了，可能会对接下去的程序执行造成影响。
   这是一段堆栈初始化的代码示例：
mrs     r0,cpsr  ；读取cpsr寄存器的值
bic     r0,r0,#MODEMASK ；把模式位清零
orr     r1,r0,#UNDEFMODE|NOINT
msr     cpsr_cxsf,r1  ;UndefMode
ldr     sp,=UndefStack
其他模式的堆栈的初始化也类似。
堆栈地址的定义一般如下：
^ (_ISR_STARTADDRESS-0x1400)

UserStack # 1024 ;#=field,定义一个数据域，长度为1024
SVCStack # 1024
UndefStack # 1024
AbortStack # 1024
IRQStack # 1024
FIQStack # 0
初始化用户执行环境
    一个ARM映像文件由RO，RW和ZI三个段组成，其中RO为代码段，RW是已初始化的全局变量，ZI是未初始化的全局变量。
映像一开始总是存储在ROM／Flash里面的，其RO部分即可以在ROM／Flash里面执行，也可以转移到速度更快的RAM中执行；而RW和ZI这两部分是必须转移到可写的RAM里去。所谓应用程序执行环境的初始化，就是完成必要的从ROM到RAM的数据传输和内容清零。

    编译器使用下列符号来记录各段的起始和结束地址：
|Image$$RO$$Base| ：RO段起始地址
|Image$$RO$$Limit| ：RO段结束地址加1
|Image$$RW$$Base| ：RW段起始地址
|Image$$RW$$Limit| ：ZI段结束地址加1
|Image$$ZI$$Base| ：ZI段起始地址
|Image$$ZI$$Limit| ：ZI段结束地址加1
这些标号的值是根据链接器中设置的中ro-base和rw-base的设置来计算的。
    初始化用户执行环境主要是把RO、RW、ZI三段拷贝到指定的位置。
呼叫主应用程序
    当所有的系统初始化工作完成之后，就需要把程序流程转入主应用程序。最简单的一种情况是：
IMPORT main
B????? main
直接从启动代码跳转到应用程序的主函数入口，当然主函数名字可以由用户随便定义。
以上介绍的都只是相关知识点的概要，如果需要详细了解请上网查询。Thanks

－－－－－－－－ARM异常发生时和ARM异常返回时做的工作－－－－－－－－－
A:异常发生时，ARM微处理器执行的步骤
1> 将下一条指令的地址存入LR
2> 复制CPSR到SPSR
3> 根据异常类型，设置CPSR的运行模式位和相应的中断位
4> 强制PC从相应的异常向量地址取下一条指令执行，跳转到相应的异常处理程序处
B:异常处理完毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作
1> 将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。
2> 将SPSR复制回CPSR中。
3> 若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。
4> 可以认为应用程序总是从复位异常处理程序开始执行的，因此复位异常处理程序不需要返回。
问题1：在B   <3>   中，为什么还要清除中断禁止位？我是这样理解的：
                              进入异常时，先保存了CPSR到相应的SPSR，返回的时候，直接复制SPSR到CPSR不就使得和中断前的CPSR一样吗？为什么还要清除相应的中断位？
              问题2：B   <4>   点   怎么理解？麻烦大家给讲讲。

1: 如果CPSR的I位为0，ARM处理器会再次响应中断，所以清除I位是必须的

2: 其实是说，一旦发生复位，处理就立即转向复位向量...其实复位还有其它操作，B4的说法不是很准确的

arm开发经验笔记
IT /malonely 发表于2007-09-20, 15:57
前一段时间做了arm的一些开发,主要是编写了arm的启动软件和移植了uCOS-II到arm7。我做事情喜欢深入简出,及从最简单,最原理的方面先做 一个框架,然后在这个框架里面进行补充。我还是一个很喜欢和别人讨论的人,希望有人可以给我提出意见和建议。我的这个心得很初级,都是一些基本的东西。现 在拿出来和大家分享,希望在我毕业之前能给大家留一些纪念。^_^
    由于这些东西发paper实在是没有价值,但是我感觉可以作为arm开发的入门。由于我的水平和经验有限,错误也是难免的。但是如果不拿出来和大家分享, 就算有错误我也发现不了,是么？呵呵。我现试试发连载的第一篇,看看有多少价值,如果大家觉得有价值,我会继续连载的。
前言
    这个文档是我学习ARM编程的总结和心得。阅读这个文档的人应当首先阅读ADS1.2的帮助文档及相关内容。这个文档不会对编译器及连接器做出详细的说 明, 在需要的时候会指出具体内容在相关资料的章节。同时阅读这个文档的人需要了解ARM指令集和一些ARM汇编的基本内容以及C和C++的相关编程内容。同时 还需要了解ARM的流水线结构及一些基本的编程知识。同时为了方便查阅英文文档,所有的相关术语都使用英文原文
第一章 STARTUP
1 ARM的启动
一般的嵌入式系统在主程序执行之前都需要执行一些初始化的过程以创造嵌入式程序运行的 环境,尤其是一些高级的嵌入式系统,由于核心芯片使用内存映射、内存保护等机制以及编程使用高级语言C,C++甚至JAVA语言,都需要先创建一个适合程 序运行的硬件环境,然后初始化或者配置或者剪裁run-time library, 这些工作都必须在主程序运行前完成,所以一个startup程序或者程序组对于一个嵌入式系统来说是非常重要的。要编写startup程序,需要对编译 器、链接器和汇编器的细节有一定的了解,同时对ARM芯片硬件本身的地址分配以及memory mapping机制也需要有一些了解。
2 ARM 程序的工作过程
    首先由各种source file经过编译产生object文件,然后object文件经过链接生成Image文件,然后通过ICE的方法,根据描述文件的指定下载到目标板上的固 态存储器指定地址当中,比如flash,EEPROM, ROM等等。在程序执行之前,根据某些描述文件,将需要读写数据的部分读出放入动态存储器比如RAM当中,然后程序从ROM开始执行。或者有时为了提高程 序的运行速度,也可以将所有的程序(有一些root的部分除外,以后会提及)通过一个描述文件放入指定的RAM当中,然后程序从RAM开始执行,但是这样 会耗费大量的动态存储器,所以大部分程序会取折中的方法,将需要快速运行的部分和要读写的部分放入RAM中(一般读固态存储器的过程和动态存储器的过程是 一样的,但是写就不同了,所以读写的部分一定要放到RAM中),而只读的部分和对速度要求不是那么高的部分放入固态存储器。同时ARM结构的异常向量表规 定放在地址为0x00000000开始的地址空间上,而一般的CPU为了提高异常相应速度,会将这个向量段remap到其他的RAM当中,所以在描述文件 当中必须精确指定异常向量跳转程序的地址到remap的地方。在application程序执行前,还需要由一些文件描述application程序执行 的环境。比如系统工作时钟,总线频率。现在一般嵌入式编程语言为C,C++等。如果在使用它们的时候使用的runtime-library,那么在程序执 行前还需要为这些库函数初始化heap。然后ARM可能工作在不同的模式,还需要为不同的工作模式设置stack。这样,描述链接地址的文件,以及在 application运行前所有的初始化程序就是startup程序组
3 STARTUP分类
这样,将startup程序所完成的功能分类。一类是链接地址描述,一类是各种初始化的程序。根据不同的应用,描述文件和初始化程序的内容以及结构和复杂程度都会不同。但是基本上,它们都必须实现以下功能。
3.1 描述文件实现功能
描述文件可以是链接命令行上简单的几个字符,也可以是一个非常复杂的文件,但是它必须完成如下功能：
  指定程序下载的地址
  指定程序执行的地址
3.2 初始化程序实现的功能
初始化程序根据不同的应用,其结构和复杂度也不同,但是它必须完成如下基本功能：
  异常向量初始化
  内存环境初始化
  其他硬件环境初始化
4 描述文件
要编写描述文件,必须知道ARM Image文件的组成及ARM Image文件执行的机理。

4.1 ARM Image的结构
一个ARM Image structure由linker在以下几个方面定义：
  组成它的regions 和 output sections
  当Image 下载的时候这些regions 和 sections 在内存中的位置
  当Image 执行时这些regions和sections在内存中的位置

4.1.1 ARM Image的组成
一个ARM Image被保存在可执行文件当中,它的层次结构可以包括Image,regions,output sections和input sections。
   一个Image由一个或多个regions组成,每个region包括一个或多个output sections
   每个output section由一个或多个input sections组成
   Input sections是一个object file中的code和data信息。
Image的结构如下图：

NOTE Input section,output section和region的定义见ADS_LinkerGuide 3-3页。
同时Input section 有几种属性,分别为readonly,read-write,zero-initialized。分别称为RO,RW和ZI。属性来源于AREA后的attr属性。
比 如CODE是RO,DATA是RW,NOINT默认为ZI,即用0值初始化,但是可以选择不进行0值初始化。ZI属性仅仅来源于SPACE, DCB, DCD, DCDU, DCQ, DCQU, DCW, 或者DCWU。由以上定义,ZI属性的包含于RW属性,它是有初始值的RW数据。又例如在C语言中,代码为RO,静态变量和全局变量是RW,ZI的。

4.1.2 Image 的Load view 和 execution view
在 下载的时候Image regions被放置在memory map当中,而在执行Image前,或许你需要将一些regions放置在它们执行时的地址上,并建立起ZI regions。例如,你初始化的RW数据需要从它在下载时的在ROM中的地址处移动到执行时RAM的地址处。

NOTE Load view 和execution view的详细定义见ADS_LinkerGuide 3-4
以上的描述包括二个内容,一是要指定各个section在load view和execution view时的地址即memory map,二是要在执行前根据这些地址进行section的初始化。

4.1.3 制定Memory map
制 定memory map的方法基本上有二种,一是在link时使用命令行选项,并在程序执行前利用linker pre-define symbol使用汇编语言制定section的段初始化,二是使用scatter file。以上二种方法依应用程序的复杂度而定,一针对简单的情况,二针对复杂的情况。
4.1.1.1 利用linker pre-define symbol使用汇编程序
这是简单的方法,针对简单的memory map。在link时使用选项-ro, -rw, 等等指定memory map的地址。详细说明参看ADS_LinkerGuide中命令行选项说明。然后利用汇编使用pre-define symbol,来进行各种段的定位。Linker pre-define定义如下：

由前面对ZI的说明,Image$$RW$$Limit = Image$$ZI$$Limit。

这些都是linker预先定义的外部变量,在使用的时候可以用IMPORT引入。下面给出一个例子。
假 设linker 选项为：-ro-base 0x40000000 -rw-base 0x40003000。程序和只读变量(const 变量)大小为0x84,这样RO section的大小为0x84 bytes。Data的大小为0x04 bytes,并且data被初始化,则RW section的大小为0x04,ZI section的大小为0x04。这样程序
在load view,地址是这样的：
0x40000000开始到地址0x40000080,是RO section部分（程序从0x40000000开始）Image$$RO$$Limit = 0x40000084.
0x40000084地址开始到地址0x40000084,是RW section部分。
在execution view,由linker的选项,各个section的地址是这样的：
RO section的地址不变。
RW section的起始地酚Φ蔽?x40003000,则Image$$RW$$Base = 0x40003000。
因为全部的0x04 bytes data被初始化,所以Image$$RW$$Limit = Image$$ZI$$Limt = 0x40003004。
现在要做的就是将RW section移到以0x40003000开始的地方,并且创造一个ZI section。
一个更通用的做法是：
首 先比较Image$$RO$$Limit和mage$$RW$$Base,如果相等,说明execution view下RW section的地址和load view 下RW section的地址相同,这样,不需要移动RW section;如果不等,说明需要移动RW section 到它在execution view中的地方。然后将Image$$ZI$$Base地址到Image$$ZI$$Limt地址的内容清零。
示例代码如下：
;读入linker pre-define symbols
IMPORT Image$$RO$$Limit
IMPORT Image$$RW$$Base
IMPORT Image$$ZI$$Base
IMPORT Image$$ZI$$Limit
; .......一些其他的代码或伪指令
;R0读入section load address
LDR R0,= Image$$RO$$Limit
;R1读入section execution address
LDR R1,= Image$$RW$$Base
;R2读入execution section 后的紧跟的word address
LDR R2,= Image$$ZI$$Base
;检查RW section的地址在load view和execution view下
;是否相等,如果相等,就不移动RW section,直接建立
;ZI scetion
CMP R0,R1
BEQ do_zi_init
;否则就copy RW section到execution view下指定的地址
BL copy
; ......
; ......
;copy 是一个用于copy的子函数,它把从R0中的地址开始的
;section copy到R1中的地址开始的section,这个section的
;上限地址后紧跟的word address保存在R2中
copy
CMP R1,R2
LDRCC R3,[R0],#4
STRCC R3[R1],#4
BCC copy
MOV PC,LR
; ......
; ......
;do_zi_int子函数是为创建ZI section做一些准备工作
do_zi_int
;将ZI section开始的地址装入R1
LDR R1,= Image$$ZI$$Base
;将ZI section结束后紧跟的word address装入R2
LDR R2,= Image$$ZI$$Limit
;将ZI section 需要的初始化量装入R3
MOV R3,#0
BL zi_int
; ......
; ......
;zi_int子函数用于建立并初始化ZI section,ZI section的
;开始地址储存在R1,ZI section结束后紧跟的word address
;地址储存在R2
zi_int
CMP R1,R2
STRCC R3,[R1],#4
BCC zi_int
MOV PC,LR
; ......
; ......
这个方法针对比较简单的应用,如果需要进行一个比较复杂的memory map,如下图,那么这个方法就不适用了。为了解决复杂memory map的问题
需要用到scatter load 机制。

标签: arm

发信人: duremi (快乐点), 信区: Modern_Elec
标 题: ARM7常见问题1数据异常 （ZZ）
发信站: 逸仙时空 Yat-sen Channel (Fri Apr 7 10:11:49 2006), 站内信件

ARM7常见问题1：数据异常 作者 呜哇啦 日期 2006-3-30 13:45:00
其实很多人刚开始都会觉得数据异常很讨厌，到后来真正了解之后，才发现这个东西真不错，能有效的帮助我
们查找到问题所在。如果没有这个东西，很多问题是很难被发现的。

一般会出现此现象的原因：
1.堆栈的指针不合理（C编译器无法侦测到。），随着SP的延伸，可能会到临界地区，发生不正确的物理地址的
访问。
2.在C中使用volatile的物理地址访问，有可能出现非法的数据区域访问。
3.特别是在工业控制等场合（掉电重起后，数据要求不更改，做到数据保护），系统启动过程中，屏蔽掉__ma
in的初始化变量功能，很多公共变量（如定义成unsigned short
x=0x8888，或指向某些结构的指针）.在启动后没有初始化代码为其做初始化。所以容易产生随机地址访问，出现
data abort。此情况下，最好在用户程序一开始就做好全局变量的初始化工作。

解决方案：
应有一些ARM汇编基础，在进入数据异常的时候，通过查找LR地址，ADS下使用setpc跳到LR内的地址（keil下，
则是show code at
Address），此处的代码（可能是一个小小范围，因为流水线的问题）就是引起错误的指令。查看此代码对哪些变量
进行了访问（如果有堆栈操作，则设置断点，程序执行到此处后。查看SP指针是否合法）

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