嵌入式软件开发之： 复位和初始化

1．先搬移后映射（Remap after Copy）

图13.15显示一种典型的存储器地址重映射情况。

图13.15 ROM/RAM重映射（1）

原来RAM和ROM各有自己的地址，进行重映射以后RAM和ROM的地址都发生了变化。这种情况下，可以采用以下方案。

① 上电后，从0x0地址的ROM开始往下执行。

② 根据映射前的地址，对RAM进行必要的代码和数据拷贝。

③ 拷贝完后，进行remap操作。

④ 因为RAM在remap前准备好了内容，使得PC指针能继续在RAM里取到正确的指令。

2．先映射后搬移（Copy after Remap）

系统上电后的缺省状态是0x0地址上放有ROM。这块ROM有两个地址：从0起始和从0x10000起始，里面存储了初始化代码。当进行地址remap以后，从0x0起始的地址被定向到RAM上，ROM则只保留有惟一的从0x10000起始的地址。

如果存储在ROM里的复位异常处理程序（Reset-Handler）一直在0x0～0x4000的地址上运行，则当执行完remap以后，下面的指令将从RAM里预取，这必然会导致程序执行流程的中断。根据系统特点，可以用下面的办法来解决这个问题。

① 上电后系统从0x0地址开始自动执行，设计跳转指令在remap发生前使PC指针指向0x10000开始的ROM地址中去，因为不同地址指向的是同一块ROM，所有程序能够顺利执行。

② 这时候0x0～0x4000的地址空间空闲，不被程序引用，执行remap后把RAM引进。因为程序一直在0x10000起始的ROM空间里运行，remap对运行流程没有任何影响。

③ 通过在ROM里运行的程序，对RAM进行相应的代码和数据拷贝，完成应用程序运行的初始化。

图13.16显示了ROM和RAM重映射的第二种解决方案。

图13.16 ROM/RAM重映射（2）

该ROM与RAM地址重映射的方法可以应用于任何具有ROM/RAM重映射机制的平台，但是内存重映射的地址根据具体平台的不同而不同。

图13.16显示的地址重映射例子中，第一条指令实现从ROM临时地址（0x0地址）到实际ROM的跳转。然后，控制寄存器的重映射位，清除ROM的临时地址设置。该代码通常在系统复位后立即执行。重新映射必须在执行C库初始化代码前完成。

在具有MMU的系统中，可通过在系统启动时配置MMU来实现重映射。

下面的例子显示了在ARM的Integrator开发板上实现的ROM/RAM重映射过程。

; --- Integrator CM control reg

CM_ctl_reg EQU 0x1000000C ;定义CM控制寄存器地址

Remap_bit EQU 0x04 ;CM控制寄存器重映射掩码

ENTRY

;复位异常处理程序开始

; 执行跳转指令，转到实际的ROM执行

LDR pc, =Instruct_2

Instruct_2

; 设置CM控制寄存器的重映射位

LDR r1, =CM_ctl_reg

LDR r0, [r1]

ORR r0, r0, #Remap_bit

STR r0, [r1]

; 重映射后，RAM在0x0地址

; 将向量表从ROM拷贝到 RAM (由 __main函数完成)

13.5.3 局部存储器设置有关的考虑事项

许多ARM处理器内核具有片上存储器系统，如MMU或MPU。这些设备通常是在系统启动过程中进行设置并启用的。因此，带有局部存储器系统的内核的初始化序列需要特别地考虑。

在前面所述的代码启动的过程中，__main中C库初始化代码负责建立代码执行时的内存映像，在跳转到__main前，必须建立处理器内核的运行时存储器视图。这就是说，在复位处理程序中必须设置并启用MMU或MPU。

另外，在跳转到__main前（通常在MMU/MPU设置前），必须启用紧耦合存储器TCM（Tightly coupled Memory），因为在通常情况下都是采用分散加载方法将代码和数据装入TCM。当TCM启用后，用户不必存取由TCM屏蔽的存储器。

在跳转到__main前，如果启用了Cache，可能还会遇到Cache一致性的问题，__main中的函数将程序代码从其加载域拷贝到执行域，在此过程中将指令作为数据进行处理。这样，一些指令可能被放入数据Cache中，在执行这些指令时，由于找不到地址路径而产生错误。为了避免Cache一致性的问题，在C库初始化序列执行完成后再启用Cache。