1.1 設置入口指針
??? 啟動程序首先必須定義入口指針,，而且整個應用程序" title="應用程序">應用程序只有一個入口指針。一般地,，程序在編譯鏈接時將異常中斷向量表" title="向量表">向量表鏈接在0地址處,，并且作為整個程序的入口點。入口點代碼如下：
??? ENTRY(_start)???????? ,；開始
1.2 設置異常中斷向量表
??? ARM要求中斷向量表必須放置在從0開始,、連續(xù)8×4字節(jié)的空間內。各異常中斷向量地址以及中斷的處理優(yōu)先級如表1：

?

??? 每當一個中斷發(fā)生后,，ARM處理器便強制把程序計數(shù)器（PC）指針置為向量表中對應中斷類型的地址值,。因為每個中斷向量僅占據(jù)放置1條ARM指令的空間，所以通常放置1條跳轉指令或向程序計數(shù)器（PC）寄存器賦值的數(shù)據(jù)訪問指令,，使程序跳轉到相應的異常中斷處理程序執(zhí)行,。如果異常中斷處理程序起始地址小于32MB，使用B跳轉指令,；如果跳轉范圍大于32MB,，使用LDR指令。
??? 另外,，對于各未用中斷,，可使其指向一個只含返回指令的啞函數(shù)，以防止錯誤中斷引起系統(tǒng)的混亂,。
1.3 初始化存儲系統(tǒng)
??? 初始化存儲系統(tǒng)的編程對象是系統(tǒng)的存儲器控制器,，一個系統(tǒng)可能存在多種存儲器類型的接口，不同的存儲系統(tǒng)的設計不盡相同,。Flash和SRAM同屬于靜態(tài)存儲器類型,，可以合用一個存儲器端口；而DRAM因為有動態(tài)刷新和地址線復用等特性,，通常配有專用的存儲器端口,。其中，SDRAM必須在初始化階段進行設置,，因為大部分的程序代碼和數(shù)據(jù)都要在SDRAM中運行,。
??? 在HMS30C7202中，與SDRAM配置有關的寄存器有4個：配置寄存器,、刷新定時寄存器,、寫緩沖寫回寄存器和等待驅動寄存器，需要根據(jù)實際的系統(tǒng)設計對此分別加以正確配置,。
??? SDRAM的初始化過程如下：加電→延遲10ms（各具體SDRAM器件延時時間可能不同）→設置配置寄存器參數(shù)→延時→寫刷新定時寄存器,，設置刷新周期→延時→使能自動刷新→延時→設置模式寄存器（位于SDRAM內部）。
1.4 存儲器地址分布重映射（remap）和MMU
??? 系統(tǒng)一上電,，程序將自動從0地址處開始執(zhí)行,。因此,，必須保證在0地址處存在正確的代碼，即要求0地址開始處是非易失性的ROM或Flash等,。但是因為ROM或Flash的訪問速度相對較慢,，每次中斷響應發(fā)生后，都要從讀取ROM或Flash上面的向量表開始,，影響了中斷響應速度,。一般程序執(zhí)行后將SDRAM映射為地址0，并把系統(tǒng)程序加載到SDRAM中運行,，其具體步驟可以采用以下的方案：
??? （1）上電后,，從0地址的ROM開始往下執(zhí)行,；
??? （2）根據(jù)映射前的地址,，對SDRAM進行必要的代碼和數(shù)據(jù)拷貝；
??? （3）拷貝完成后,，進行重映射操作,；
??? （4）因為RAM在重映射前準備好了內容，使得PC指針能繼續(xù)在RAM里取得正確的指令,。
??? 在這種地址映射的變化過程中,，程序員需要仔細考慮的是：程序的執(zhí)行流程不能被這種變化所打斷，注意保證程序執(zhí)行流程在重映射前后的承接關系,。
??? 存儲器的地址分配是很靈活的,，可以將I/O操作映射成內存操作，也可以通過映射對某些不可訪問的地址空間進行保護等,。進行存儲器初始化設計時,，一定要根據(jù)應用程序的具體要求來完成地址分配。對地址管理通過MMU即存儲器管理單元實現(xiàn),。
??? 在ARM系統(tǒng)中,，MMU通過頁式虛擬存儲管理，將虛擬空間和物理空間分別分成一個個固定大小的頁,，并建立兩者之間的映射關系,，從而實現(xiàn)虛擬地址到物理地址的轉換。MMU還可完成存儲器訪問權限的控制和虛擬存儲器空間緩沖特性的設置,。
??? 以下是實現(xiàn)MMU的部分代碼：
??? for(i=1; i<0x1000; i++) {
??? ??pagetable[i] = (i<<20) | MMU_SECDESC;
??? ?}???? ?//建立頁表,，每頁大小為1MB，頁表偏移序號是物理地址的高12位,；
??? ??for(addr=SDRAM_BASE; addr < (SDRAM_BASE+SDRAM_SIZE/2); addr += SIZE_1M)
??? ??pagetable[addr >> 20] = addr | MMU_SECDESC | MMU_CACHEABLE | MMU_BUFFERABLE;//將SDRAM_BASE至（SDRAM_BASE+SDRAM_SIZE/2）空間的設置為不可CACHE和不可BUFFER的
???? ?for(addr=SDRAM_BASE+SDRAM_SIZE/2; addr< (SDRAM_BASE+SDRAM_SIZE); addr += SIZE_1M)
????? pagetable[addr >> 20] = (addr+0x1000000) | MMU_SECDESC | MMU_CACHEABLE | MMU_BUFFERABLE;//將這段空間的地址映射關系設置為VA（虛擬地址）＝PA（物理地址）＋0x1000000
??? ??pagetable[0] = (0x42f00000) | MMU_SECDESC | MMU_CACHEABLE | MMU_BUFFERABLE;//將SDRAM的虛擬地址0x42f00000映射到0處
1.5 初始化各模式下的堆棧指針
??? 因為ARM處理器有7種執(zhí)行狀態(tài),，每一種狀態(tài)的堆棧指針寄存器（SP）都是獨立的（System和User模式使用相同SP寄存器）。因此,，對程序中需要用到的每一種模式都要給SP寄存器定義一個堆棧地址,。方法是改變狀態(tài)寄存器（CPSR）內的狀態(tài)位,，使處理器切換到不同的狀態(tài)，然后給SP賦值,。這里列出的代碼定義了三種模式的SP指針,，其中，I_Bit表示IRQ的中斷禁止位,；F_Bit表示FIQ的中斷禁止位：
??? @; Set up SVC stack to be 4K on top of zero-init data
????LDR???r1, =installStack
?? ?ADD?sp, ??r1, #2048
??? @; Set up IRQ and FIQ stacks
?? ?MOV??r0, #(Mode_IRQ32 | I_Bit)
?? ?MSR?cpsr, ?r0
?? ?MOV??r0, r0
?? ?ADD?sp, ??r1, #2048*2
?? ?MOV??r0, #(Mode_FIQ32 | I_Bit | F_Bit)
?? ?MSR?cpsr, ?r0
?? ?MOV??r0, r0
?? ?ADD?sp, ??r1, #2048*3
?? ?一般堆棧的大小要根據(jù)需要而定,，但是要盡可能給堆棧分配快速和高帶寬的存儲器,。堆棧性能的提高對系統(tǒng)性能的影響是非常明顯的,。
1.6 初始化有特殊要求的端口,、設備
??? 有些關鍵的I/O部件必須在使能IRQ和FIQ之前進行初始化,。因為如果在使能IRQ和FIQ之前沒有進行初始化，可能產生假的異常中斷信號,。程序中初始化了HMS30C7202的串口1用來調試程序與其它設備通信,。串口1是一個通用全雙工異步接收/發(fā)送器（UART）,，它支持16C550的大部分功能。UART有接收緩沖/發(fā)送保持寄存器,、波特率除數(shù)鎖存器,、中斷允許寄存器等9個寄存器,。對串口1的初始化主要是對各寄存器的設置,，其實現(xiàn)代碼如下所示：
?? ?_outb(ser_base+0x30,1);
?? ?_outw(0x8002301c, 0xffff9f9f)???? ; GPIO PORT A Enable ???????????? Register
?? ?_outw(0x800230A4, 0x6060)?????? ; GPIO PORT A Multi－Function Select－Register
?? ?serial_outb(SERIAL_LCR,0x80);
?? ?serial_outb(SERIAL_DLL,baud_data[cur_baud]);
?? ?serial_outb(SERIAL_DLM,0x0);
?? ?serial_outb(SERIAL_LCR,0x03);
?? ?serial_outb(SERIAL_FCR,0x01);
?? ?serial_outb(SERIAL_IER,0x00);
?? ?serial_outb(SERIAL_MCR,0x03);
1.7 切換處理器模式，開中斷
??? 最后轉換到應用程序運行所需的最終模式,，一般是User模式,。不要過早切換到User模式進行User模式的堆棧設置,。因為進入User模式后就不能再操作CPRS回到別的模式了,，可能會對接下去的程序執(zhí)行造成影響。
??? 這時才使能異常中斷,，通過清除CPRS寄存器中的中斷禁止位實現(xiàn),。如果過早地開中斷,，在系統(tǒng)初始化之前就觸發(fā)了有效中斷,，會導致系統(tǒng)的死機,。
1.8 呼叫主應用程序
??? 當所有的系統(tǒng)初始化工作完成后,，就需要把程序流程轉入主應用程序,。
2 技術難點分析
2.1 多種語言的混合編程
??? ARM有兩種匯編指令集" title="指令集">指令集:16位THUMB指令集和32位ARM指令集,。使用16位的存儲器可以降低成本，而且16位THUMB指令集整體執(zhí)行速度比ARM 32位指令集快,，提高了代碼密度,。為了滿足ARM子程序和Thumb子程序互相調用，必須保證編寫的代碼遵循ATPCS,。ATPCS規(guī)定了子程序調用的基本規(guī)則,。
??? ARM系統(tǒng)結構也支持C、C++以及匯編語言的混合編程" title="混合編程">混合編程,。匯編語言和C/C++語言的混合編程,，在一個追求效率的程序中比較常見。許多人認為像BSP這樣底層的程序應該用純匯編語言編寫,，其實不然,。用匯編語言編寫的程序可讀性不高，而且不宜維護,，不便于向其它類型的CPU移植,，而這些方面卻是C語言程序的優(yōu)勢。BSP能否用純C語言去寫呢,？也不行,。因為某些操作是用C實現(xiàn)不了的，例如操作特殊寄存器的指令,、CP15寄存器的指令,、中斷使能及堆棧地址的設定等。在匯編和C/C++之間的函數(shù)調用時,，也要遵循ATPCS的定義,，還要注意的是用Ｃ語言編寫嵌入式程序時,，要避免使用不能被固化到ROM中的庫函數(shù),。

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