ARM入门笔记（2）
第二章 我的第一个实验 ――将程序执行到C文件的main函数
二．实验目的
运用ADS编写一个小程序，使程序能够从起始的汇编代码运行到C程序的main()函数（这也可称作非常简单的起动代码），并通过仿真器连接目标板，最终能够在AT91SAM7S64里正确运行。
三．实验程序和参数设置
1>连接器的选项设置
选项设置如图2-1所示。因为在AT91SAM7S64中FLASH存储器的地址是以0x0开始，而SRAM的地址是以0x00200000开始，所以我将下图中的RO Base和RW Base分别设置成了0x0和0x00200000。其它设置请参考有关书籍。
图2-1. 选项设置图
2>启动代码
在ARM应用系统中，芯片复位后，在进入C语言的main()函数前，都要执行一段启动代码。该代码一般都是用汇编语言编写，用来完成系统运行环境和应用程序的初始化，详情请参考有关书籍。由于本实验的目的很简单，就是想让程序复位后，进入main()函数，所以有些初始化代码尽量精简，留下了下述代码。另外，__main是C语言的内部库函数，可以在进入用户main()之前完成内部RAM的初始化工作，类似KeilC51中的startup.a51。当执行完__main这段代码后，再跳转到main()函数。
AREA init,CODE,READONLY
CODE32
Mode_USR EQU 0x10 ;CPSR中各种处理器模式对应的控制位
I_Bit EQU 0x80 ;CPSR中的中断禁止位
F_Bit EQU 0x40
USR_Stack EQU 0x00203000 ;定义RAM的最高地址,无重映射
ENTRY
B InitReset ; 0x00 Reset handler
undefvec B undefvec ; 0x04 Undefined Instruction
swivec B swivec ; 0x08 Software Interrupt
pabtvec B pabtvec ; 0x0C Prefetch Abort
dabtvec B dabtvec ; 0x10 Data Abort
rsvdvec B rsvdvec ; 0x14 reserved
irqvec B irqvec ; 0x18 IRQ
fiqvec B fiqvec ; 0x1c FIQ
InitReset
MSR CPSR_c,#Mode_USR | I_Bit | F_Bit ;改成用户模式且禁止IRQ和FIQ中断
LDR SP,=USR_Stack
IMPORT __main
b __main ;跳转到__main执行，它位于C运行时库中
END
3>C语言主函数
在C语言主函数中做了一个死循环，如下述所示。
int main(void)
{
while (1);
}
四．出现的问题与解决方法
当完成上述操作后，先用软件仿真，很快达到了目的，但将程序通过仿真器在目标板运行时出现了下述问题。
1> 当执行单步运行时， PC一直停留在 0x0处，而且 Debug Log窗口中显示“ RDI Warning 00148: Can't set point”。
原因是仿真器在ROM中设置的断点数是有限的，且单步运行时内部还要占用断点。可以使用“Option->Config Processor”打开“Processor Properties-ARM7TDMI”窗口，且按照下图设置以关断相的断点。
图2－2
2> 装载的代码与实践程序不一样
原因是由于程序没有装载到AT91SAM7S64的FLASH ROM里，在调试器中显示的是FLASH ROM中原先就有的程序。因为在连接器的选项设置中，将RO Base和Image entry point指向了0地址，而在AT91SAM7S64的这段空间为FLASH ROM区，而仿真器不能直接将代码下载到FLASH ROM里。用仿真器只能将代码下载到AT91SAM7S64的内部SRAM里进行调试，必须将ARM Linker->Output->Simple p_w_picpath->RO Base和Image entry point的0，改成SRAM的地址0x002000000。
3>在软件仿真的情况下，执行“ B __main”指令，能使程序跳到 C文件的 main函数，但用硬件仿真时，还没执行到 main函数时就进入了异常中断。
原因是执行“B __main”指令后，程序先跳到__main库函数的入口，再进行一些初始化操作，最后再跳入用户的main函数。但在初始化过程中，由于堆栈或其它原因造成程序出错。有两种方法可以解决这个问题。第一：将“B __main”指令直接改成“B main”，使程序不进行初始化而直接跳入用户的main()函数。第二：合理初始化堆栈。由于考虑到刚接触ARM和将问题简单化，我选择了第一种方法。
五．总结
1> 在用仿真器时，必须将程序下载到AT91SAM7S64的内部SRAM中，而不是Flash ROM。
2> 从汇编代码进入C文件函数时，可以直接使用C语言中的标号（可参考书中混合编程部分），如执行“B main”则直接跳到C语言的main()函数入口。
3> 在起动代码中，可以调用 __main()库函数进行存储器的初始化，也可以自己编写更有效的代码进行初始化，在初始化后就可以使用“ B __main”指令直接跳转到 C的 main()函数。
二．实验目的
运用ADS编写一个小程序，使程序能够从起始的汇编代码运行到C程序的main()函数（这也可称作非常简单的起动代码），并通过仿真器连接目标板，最终能够在AT91SAM7S64里正确运行。
三．实验程序和参数设置
1>连接器的选项设置
选项设置如图2-1所示。因为在AT91SAM7S64中FLASH存储器的地址是以0x0开始，而SRAM的地址是以0x00200000开始，所以我将下图中的RO Base和RW Base分别设置成了0x0和0x00200000。其它设置请参考有关书籍。
图2-1. 选项设置图
2>启动代码
在ARM应用系统中，芯片复位后，在进入C语言的main()函数前，都要执行一段启动代码。该代码一般都是用汇编语言编写，用来完成系统运行环境和应用程序的初始化，详情请参考有关书籍。由于本实验的目的很简单，就是想让程序复位后，进入main()函数，所以有些初始化代码尽量精简，留下了下述代码。另外，__main是C语言的内部库函数，可以在进入用户main()之前完成内部RAM的初始化工作，类似KeilC51中的startup.a51。当执行完__main这段代码后，再跳转到main()函数。
AREA init,CODE,READONLY
CODE32
Mode_USR EQU 0x10 ;CPSR中各种处理器模式对应的控制位
I_Bit EQU 0x80 ;CPSR中的中断禁止位
F_Bit EQU 0x40
USR_Stack EQU 0x00203000 ;定义RAM的最高地址,无重映射
ENTRY
B InitReset ; 0x00 Reset handler
undefvec B undefvec ; 0x04 Undefined Instruction
swivec B swivec ; 0x08 Software Interrupt
pabtvec B pabtvec ; 0x0C Prefetch Abort
dabtvec B dabtvec ; 0x10 Data Abort
rsvdvec B rsvdvec ; 0x14 reserved
irqvec B irqvec ; 0x18 IRQ
fiqvec B fiqvec ; 0x1c FIQ
InitReset
MSR CPSR_c,#Mode_USR | I_Bit | F_Bit ;改成用户模式且禁止IRQ和FIQ中断
LDR SP,=USR_Stack
IMPORT __main
b __main ;跳转到__main执行，它位于C运行时库中
END
3>C语言主函数
在C语言主函数中做了一个死循环，如下述所示。
int main(void)
{
while (1);
}
四．出现的问题与解决方法
当完成上述操作后，先用软件仿真，很快达到了目的，但将程序通过仿真器在目标板运行时出现了下述问题。
1> 当执行单步运行时， PC一直停留在 0x0处，而且 Debug Log窗口中显示“ RDI Warning 00148: Can't set point”。
原因是仿真器在ROM中设置的断点数是有限的，且单步运行时内部还要占用断点。可以使用“Option->Config Processor”打开“Processor Properties-ARM7TDMI”窗口，且按照下图设置以关断相的断点。
图2－2
2> 装载的代码与实践程序不一样
原因是由于程序没有装载到AT91SAM7S64的FLASH ROM里，在调试器中显示的是FLASH ROM中原先就有的程序。因为在连接器的选项设置中，将RO Base和Image entry point指向了0地址，而在AT91SAM7S64的这段空间为FLASH ROM区，而仿真器不能直接将代码下载到FLASH ROM里。用仿真器只能将代码下载到AT91SAM7S64的内部SRAM里进行调试，必须将ARM Linker->Output->Simple p_w_picpath->RO Base和Image entry point的0，改成SRAM的地址0x002000000。
3>在软件仿真的情况下，执行“ B __main”指令，能使程序跳到 C文件的 main函数，但用硬件仿真时，还没执行到 main函数时就进入了异常中断。
原因是执行“B __main”指令后，程序先跳到__main库函数的入口，再进行一些初始化操作，最后再跳入用户的main函数。但在初始化过程中，由于堆栈或其它原因造成程序出错。有两种方法可以解决这个问题。第一：将“B __main”指令直接改成“B main”，使程序不进行初始化而直接跳入用户的main()函数。第二：合理初始化堆栈。由于考虑到刚接触ARM和将问题简单化，我选择了第一种方法。
五．总结
1> 在用仿真器时，必须将程序下载到AT91SAM7S64的内部SRAM中，而不是Flash ROM。
2> 从汇编代码进入C文件函数时，可以直接使用C语言中的标号（可参考书中混合编程部分），如执行“B main”则直接跳到C语言的main()函数入口。
3> 在起动代码中，可以调用 __main()库函数进行存储器的初始化，也可以自己编写更有效的代码进行初始化，在初始化后就可以使用“ B __main”指令直接跳转到 C的 main()函数。
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