―將程序執行到C文件的main函數

二．實驗目的

運用ADS編寫一個小程序，使程序能夠從起始的匯編代碼運行到C程序的main()函數（這也可稱作非常簡單的起動代碼），并通過仿真器連接目標板，最終能夠在AT91SAM7S64里正確運行。

三．實驗程序和參數設置

1>連接器的選項設置

選項設置如圖2-1所示。因為在AT91SAM7S64中FLASH存儲器的地址是以0x0開始，而SRAM的地址是以0x00200000開始，所以我將下圖中的RO Base和RW Base分別設置成了0x0和0x00200000。其它設置請參考有關書籍。
　　　　　　　　　　

圖2-1. 選項設置圖

2>啟動代碼

在ARM應用系統中，芯片復位后，在進入C語言的main()函數前，都要執行一段啟動代碼。該代碼一般都是用匯編語言編寫，用來完成系統運行環境和應用程序的初始化，詳情請參考有關書籍。由于本實驗的目的很簡單，就是想讓程序復位后，進入main()函數，所以有些初始化代碼盡量精簡，留下了下述代碼。另外，__main是C語言的內部庫函數，可以在進入用戶main()之前完成內部RAM的初始化工作，類似KeilC51中的startup.a51。當執行完__main這段代碼后，再跳轉到main()函數。

AREA init,CODE,READONLY
CODE32
Mode_USREQU0x10 ;CPSR中各種處理器模式對應的控制位
I_Bit EQU0x80 ;CPSR中的中斷禁止位
F_Bit EQU0x40
USR_StackEQU0x00203000 ;定義RAM的最高地址,無重映射
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 ; 0x18IRQ
fiqvec B fiqvec ; 0x1c FIQ
InitReset
MSR CPSR_c,#Mode_USR | I_Bit | F_Bit ;改成用戶模式且禁止IRQ和FIQ中斷
LDR SP,=USR_Stack
IMPORT__main
b __main;跳轉到__main執行，它位于C運行時庫中
END
3>C語言主函數
在C語言主函數中做了一個死循環，如下述所示。
int main(void)
{
while (1);
}

四．出現的問題與解決方法

當完成上述操作后，先用軟件仿真，很快達到了目的，但將程序通過仿真器在目標板運行時出現了下述問題。

1> 當執行單步運行時，PC一直停留在0x0處，而且Debug Log窗口中顯示“RDI Warning 00148: Cant set point”。
原因是仿真器在ROM中設置的斷點數是有限的，且單步運行時內部還要占用斷點。可以使用“Option->Config Processor”打開“Processor Properties-ARM7TDMI”窗口，且按照下圖設置以關斷相的斷點。


圖2－2

2> 裝載的代碼與實踐程序不一樣

原因是由于程序沒有裝載到AT91SAM7S64的FLASH ROM里，在調試器中顯示的是FLASH ROM中原先就有的程序。因為在連接器的選項設置中，將RO Base和Image entry point指向了0地址，而在AT91SAM7S64的這段空間為FLASH ROM區，而仿真器不能直接將代碼下載到FLASH ROM里。用仿真器只能將代碼下載到AT91SAM7S64的內部SRAM里進行調試，必須將ARM Linker->Output->Simple image->RO Base和Image entry point的0，改成SRAM的地址0x002000000。

3>在軟件仿真的情況下，執行“B __main”指令，能使程序跳到C文件的main函數，但用硬件仿真時，還沒執行到main函數時就進入了異常中斷。

原因是執行“B __main”指令后，程序先跳到__main庫函數的入口，再進行一些初始化操作，最后再跳入用戶的main函數。但在初始化過程中，由于堆棧或其它原因造成程序出錯。有兩種方法可以解決這個問題。第一：將“B __main”指令直接改成“B main”，使程序不進行初始化而直接跳入用戶的main()函數。第二：合理初始化堆棧。由于考慮到剛接觸ARM和將問題簡單化，我選擇了第一種方法。

五．總結

1> 在用仿真器時，必須將程序下載到AT91SAM7S64的內部SRAM中，而不是Flash ROM。

2> 從匯編代碼進入C文件函數時，可以直接使用C語言中的標號（可參考書中混合編程部分），如執行“B main”則直接跳到C語言的main()函數入口。

3> 在起動代碼中，可以調用__main()庫函數進行存儲器的初始化，也可以自己編寫更有效的代碼進行初始化，在初始化后就可以使用“B __main”指令直接跳轉到C的main()函數。