ARM处理器启动流程解析：从中断向量表到应用启动

"本文将详细解析ARM架构处理器的启动过程，包括中断向量表的设置、存储器系统的初始化、堆栈的配置以及处理器模式的切换等关键步骤。这些内容对于理解嵌入式系统和底层软件开发至关重要。" ARM启动过程详解： 1. 中断向量表 中断向量表是处理器响应中断时跳转到中断处理程序的入口点。在ARM体系结构中，中断向量表必须位于内存的起始位置，即0地址，这是因为中断发生时，处理器会自动将程序计数器（PC）设置为向量表中相应中断类型的地址。每个中断向量通常仅包含一个字，用于跳转到实际的中断处理代码。以下是一个简单的中断向量表初始化的汇编代码片段： ```asm AREA Boot, CODE, READONLY ENTRY B ResetHandler B UndefHandler B SWIHandler B PreAbortHandler B DataAbortHandler B IRQHandler B FIQHandler ``` 这里的`ENTRY`关键字指示编译器保留这段代码，确保其在链接时位于0地址，并作为程序的入口。 2. 初始化存储器系统 存储器系统的配置包括设置存储器类型、时序以及地址分配。例如，Flash和SRAM可能共享同一端口，而DRAM则需要专用端口。存储器时序优化对系统性能至关重要，但也需要考虑稳定性。地址分布通常涉及启动ROM的重映射，以允许在运行过程中加载和执行新的代码。 3. 初始化堆栈 ARM处理器有七种执行状态，每种状态都有独立的堆栈指针（SP）。因此，需要为每种状态分配堆栈地址。在初始化过程中，通过改变控制寄存器（如CPSR）的状态位来切换模式并设置相应的SP。需要注意的是，不应在User模式下设置User模式的堆栈，因为进入User模式后无法再切换回其他模式，可能导致后续执行出现问题。 举例来说，堆栈初始化的代码可能如下所示（仅展示了部分模式）： ```asm LDR R1, =StackStart_FIQ MSR SP_FIQ, R1 LDR R1, =StackStart_IRQ MSR SP_IRQ, R1 // 其他模式的堆栈初始化... ``` 这里的`StackStart_FIQ`和`StackStart_IRQ`是预先定义的堆栈起始地址。 4. 初始化有特殊要求的中断和设备 特定的中断和设备需要在启动阶段进行初始化，以确保它们能够正确响应和操作。这可能包括设置中断控制器、配置设备寄存器等。 5. 初始化用户程序执行环境 这一步通常涉及设置处理器模式（如从 Supervisor 模式切换到 User 模式）、初始化全局数据、设置系统时钟和其他系统级服务。 6. 改变处理器模式 在完成所有必要的初始化后，处理器模式会被切换到适合执行用户应用程序的状态，如User模式。 7. 呼叫主应用程序 最后，启动代码会调用主应用程序的入口点，标志着用户代码的开始执行。 以上就是ARM处理器的启动流程，这个过程涉及的细节较多，是嵌入式系统设计的基础，也是理解底层系统行为的关键。