ARM簡(jiǎn)單啟動(dòng)代碼及中斷處理分析

.extern main //.extern 表示main在另外的文件中定義，在這里要引用，至于為什么只聲明了extern而沒(méi) //有聲明別的，目前還不知道，不過(guò)都聲明一下，應該沒(méi)問(wèn)題

.text //.text 表示后面的內容編譯出來(lái)放在代碼段

.global _start //.global 告訴編譯器后面聲明的是一個(gè)全局可見(jiàn)的名字，由于這是啟動(dòng)代碼,所以cpu上電后 //必須要找到_start函數，所以_start必須聲明為全局的，當然這個(gè)名字可以改，無(wú)所謂

_start: //查看反匯編地址就可以發(fā)現，_start的地址就是0x0

b Reset //不帶返回的跳轉到Reset中，為什么不用返回呢，因為沒(méi)必要，reset中直接進(jìn)入到主函數內了

HandleUndef: //查看反匯編地址可知HandleUndef的地址位0x04，這個(gè)很好理解，因為一條指令4個(gè)字節

b HandleUndef //在這里由于是精簡(jiǎn)的啟動(dòng)代碼，所以一旦發(fā)生了未定義異常時(shí)，就讓CPU自己玩死自己吧

HandleSWI: //反匯編地址0x08,其他分析同上

b HandleSWI

HandlePrefetchAbort: //反匯編地址0x0C,其他分析同上

b HandlePrefetchAbort

HandleDataAbort: //反匯編地址0x10,其他分析同上

b HandleDataAbort

HandleNotUsed: //反匯編地址0x14,其他分析同上

b HandleNotUsed

HandleIRQ:

b HandlerIRQ //反匯編地址0x18,看到這里相比就有點(diǎn)感覺(jué)了，0x18是普通中斷向量地址，這個(gè)就有很 //多地方可說(shuō)了，首先這里依然是使用B指令進(jìn)行跳轉，這個(gè)之所以不直接用BL的原因 ///是，中斷還不太算是調用函數那么簡(jiǎn)單，發(fā)生中斷的時(shí)候，要保存現場(chǎng)，而現場(chǎng)的數 //據有很多，具體為R0-R12、PC、CPSR的內容，這些都需要進(jìn)棧保存，所以這些的內容不 //是BL一條命令能完成的，所以保存現場(chǎng)的內容就直接放到了中斷程序中了。其次要特別 //注意這個(gè)里面跳轉的程序時(shí)HandlerIRQ不是HandleIRQ,如果還像上面那樣，那么發(fā)生中 //斷時(shí)，CPU就會(huì )不停的循環(huán)來(lái)回跳了，所以這點(diǎn)需要特別留意，當然還有一種方法，就是 //不要這條命令的標號HandleIRQ，直接使用一條 b HandlerIRQ即可。

HandleFIQ:

b HandleFIQ //反匯編地址位0x1C,由于本程序只分析簡(jiǎn)單的普通中斷，所以認為發(fā)生快速 //中斷的時(shí)候，讓CPU自己玩

Reset:

ldr sp,=4096 //由于要在匯編中調用C函數，所以要先設置堆棧指針，具體為什么，就 //不詳細分析了，簡(jiǎn)單的說(shuō)，C函數要使用很多的中間內存存放運算數據，所以 //要開(kāi)辟一段堆棧用。這里還要特別提到一點(diǎn)，由于ARM工作模式的特點(diǎn)，此時(shí) //設置的堆棧指針SP，即R14,對應的是系統模式下的堆棧指針寄存器，即R14_svc

bl disable_watch_dog //關(guān)閉看門(mén)狗

msr cpsr_c,# 0xd2 //設置CPU進(jìn)入到中斷模式

ldr sp,=3072 //由于發(fā)生中斷時(shí)，要用到堆棧用于保存現場(chǎng)，所以需要先設置中斷模式下的堆 //棧指針地址（設置堆棧指針就相當于開(kāi)辟堆棧了，因為堆棧就是有堆棧指針的 //一片普通內存區域），即設置R14_irq，特別注意R14_irq和R14_svc是不一樣 //的，只是同名，但是指向的物理地址是完全不同的。

msr cpsr_c,# 0xdf //從普通中斷模式返回到系統模式

bl init_led //這個(gè)非常值得分析，首先這里使用了BL指令進(jìn)行跳轉，BL指令的特點(diǎn)就是，跳轉 //的同時(shí)，會(huì )自動(dòng)的將PC的值放到LR中，而且，如果后面跳轉的是C函數的話(huà)，C函 //數中就不用設置返回命令了，而如果BL后面跟的是一個(gè)匯編子程序，那就需要程 //序員自己添加返回命令，這是為什么呢？如果用專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)說(shuō)，如果調用C函數， //函數運行結束后，編譯器會(huì )自動(dòng)的將上面保存的LR中的內容減去4重新傳遞給 //PC(為什么減4下面分析)，也就實(shí)現了自動(dòng)返回的功能，但是匯編函數不行，因 //為匯編的編譯器沒(méi)有這項功能，所以通俗的講，為什么C語(yǔ)言是高級語(yǔ)言，除了語(yǔ) //法高級人性化，配套的編譯器也比較人性化，會(huì )幫程序員做一些通用的工作。而 //匯編語(yǔ)言就比較一根筋，所有的事兒，哪怕是最簡(jiǎn)單的事兒，都要程序員一條一 //條的把代碼敲上去告訴它怎么干（這也是我為什么討厭匯編的原因，比較懶，呵 //呵），至于調用匯編子程序怎么返回怎么做，分析在下面

bl init_irq //分析同上

msr cpsr_c,# 0x5f //開(kāi)中斷，即允許普通中斷IRQ

ldr lr,=halt_loop //這個(gè)也很有意思，在這里為什么不直接用 bl main代替這兩條命令呢，因 //為。。。。。想嘚瑟一下（玩笑了），主要是想學(xué)習另外一種常見(jiàn)常用的跳轉方 //法。BL命令很好用，但是有缺點(diǎn)，就是跳轉的范圍，因為它只能跳轉區區32MB， //換算成ARM的命令，也就只有8M的地址（因為一條命令4個(gè)字節），也就 //是-4MB~+4MB,所以范圍有限，而嵌入式程序，尤其是有操作系統時(shí)，程序存放地 //址跨度比較大，所以呢，需要有一個(gè)長(cháng)跳轉指令，所以就引出了LDR命令，這個(gè)命 //令的跳轉范圍是4G，所以知道為什么LDR長(cháng)用了吧，因為無(wú)論地址在哪，它都能跳 //到，跳轉范圍大是LDR命令的優(yōu)點(diǎn)，但是它也有缺點(diǎn)，就是它負責跳轉，不能保存 //PC，如果在跳轉前不往LR中放返回地址，就會(huì )出現，跳到了子程序的位置，子程序 //執行完后，跳不回來(lái)了，所以如果使用ldr調用子程序，一定要在調用前給LR一個(gè) //返回地址。

ldr pc,=main

halt_loop:

b halt_loop //main函數的返回地址，或者說(shuō)是返回操作，讓CPU原地踏步

HandlerIRQ:

sub lr,lr,# 4 //這條指令用于計算中斷處理完畢后的返回地址，在這里有個(gè)隱含的地方，即當發(fā)生中 //斷時(shí)，處理器會(huì )自動(dòng)的向LR寄存器中存放被中斷指令的地址加4，或者也可以理解成，

//存放的是PC的值，而PC的值是當前運行命令地址加8，雖然發(fā)生了中斷，但是CPU仍然會(huì ) //運行完當前命令后才去處理中斷，所以L(fǎng)R-4的值，正是被中斷指令的下一條命令，當中 //斷處理完畢以后，返回到被中斷指令的下一條指令進(jìn)行執行。

stmdb sp!,{r0-r12,lr} //入棧指令，表示將R0~R12，以及LR寄存器的內容入棧，這個(gè)命令格式暫不分析，具體的可以參考 //相關(guān)手冊

ldr lr,=int_return //這兩條命令的分析跟上面跳轉到main函數原理是一樣的，可以使用一條命令

//bl EINT_Handle代替，因為這個(gè)程序本身并不大，不會(huì )超過(guò)4Kb

ldr pc,=EINT_Handle

int_return:

ldmia sp!,{r0-r12,pc}^ //出棧指令，跟上面的入棧指令相呼應，表示將sp對應的地址內容遞增（因為ARM的堆棧式滿(mǎn)遞減 //形式）的依次存放到r0~r12，以及pc中，而且這個(gè)很有意思，按照順序，sp即r13肯定不包括在 //內，所以到pc的時(shí)候，賦值的內容寄存器正好是LR，而LR已經(jīng)在中斷開(kāi)頭處理了，而且^表示將 //spsr的值復制到cpsr中，至此完成了中斷的返回