ucos在s3c2410上運(yùn)行過程整體剖析-從加電到執(zhí)行main函數(shù)

先說明一下在加電之前的這個軟硬件情況，這個三星公司根據(jù)ARM920T軟核生產(chǎn)的這個s3c2410集成了64M的sdram和64M的nandflash存儲器。Vivi和UCOS都存儲在這個nandflash中，因?yàn)閚andflash斷電后不會丟失信息。這個VIVI是三星公公司為ARM系列芯片書寫的bootloader，用于開發(fā)階段，做系統(tǒng)的引導(dǎo)程序。

VIVI存放在flash 0x00000000地址開始的地方，UCOS存放在flash 0x03f30000地址開始的地方。ARM920T開機(jī)從flash啟動，啟動時把flash前4K （即vivi的前4K）COPY到SDRAM（這種啟動方式是利用Nandflash啟動，COPY前4K到sdram中是硬件自動實(shí)現(xiàn)的），vivi的前4K 代碼中有用于COPY剩余VIVI的代碼。執(zhí)行完這些代碼之后，VIVI就控制了FLASH的讀取，串口的控制以及用戶shell接口，當(dāng)然它還有其他一些功能。當(dāng)用戶執(zhí)行bootucos命令時，VIVI會把ucos相關(guān)代碼從flash 0x03f30000 COPY到SDRAM0x30008000的地方。當(dāng)然也可以設(shè)置VIVI自動引導(dǎo)ucos執(zhí)行。當(dāng)代碼copy完畢后，vivi會把PC值改成0x30008000去執(zhí)行。

我們先說一下為什么我們非要說具體的那個地址那，咱們前面說了，編譯好的程序有一個load地址，一個真正運(yùn)行的地址，0x30008000這個地址就是咱們說的程序的裝載地址，這個地址是我們用編譯器指定的地址，也就是通過在ads工程里后綴名是scf的文件配置的。在這個文件里我們配置了程序的裝載地址和程序運(yùn)行的地址，我們?yōu)槭裁匆付ㄟ@兩個地址那？我們整個工程的程序是最后鏈接時一次性固定的絕對地址，也就是說最終鏈接出來的程序地址和真正運(yùn)行的地址是一致的。只不過我們一般不會把這些代碼直接放到相應(yīng)的部位去罷了，其中一個原因就是，我們?yōu)榱嗽诓患与姇r保存程序會把程序放到非易失的存儲設(shè)備里去，而我們運(yùn)行時會把程序copy到運(yùn)行速度比較快的sdram中去。也就是說，本來這些靜態(tài)鏈接的程序的執(zhí)行地址都是固定的了，我們要在這些程序運(yùn)行之前要把這些程序放對位置。我們必須知道我們的程序裝載到什么地址和真正在什么地址運(yùn)行。這樣我們才能知道那些裝載地址和運(yùn)行地址不一樣的程序段應(yīng)該怎么搬運(yùn)。至于搬運(yùn)的工作，你可以自己手工實(shí)現(xiàn)，也可以用ADS提供的庫函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

跳轉(zhuǎn)到這個0x30008000去執(zhí)行這個地址處的指令，我們這個工程編譯出來后誰是第一條指令那？我們平時寫的程序都是從main（）函數(shù)開始執(zhí)行，但我們這個嵌入式的開發(fā)可不是哦，在分析完啟動代碼后你就知道了，在執(zhí)行的所謂的main（）函數(shù)之前要做很多工作的。

arm映像文件的入口點(diǎn)有兩種類型：一種是映像文件運(yùn)行時的入口點(diǎn)，稱為初始入口點(diǎn)（initial entry point），另一種是普通入口點(diǎn)（entry point）.
初始入口點(diǎn)是映像文件運(yùn)行時的入口點(diǎn)，每個映像文件只有一個唯一的初始入口點(diǎn)，它保存在ELF頭文件中。假如映像文件是被操作系統(tǒng)加載的，操作系統(tǒng)是通過跳轉(zhuǎn)到該初始入口點(diǎn)處來加載該映像文件。
普通的入口點(diǎn)是在匯編中用ENTRY偽操作定義。他通常用于標(biāo)志該段代碼是通過異常中斷處理程序進(jìn)入的。這樣連接器刪除無用的段時不會將該段代碼刪除。一個映像文件中可以定義多個普通入口點(diǎn)。
應(yīng)該注重的是，初始入口點(diǎn)可以使普通入口點(diǎn)，但也可以不是普通入口點(diǎn).

初始入口點(diǎn)必須滿足下面兩個條件：
1.初始入口點(diǎn)必須位于映像文件的運(yùn)行時域內(nèi)。
1.1飽含初始入口點(diǎn)的運(yùn)行時域不能被覆蓋，他的加載地址和運(yùn)行地址必須是相同的。
可以使用連接選項(xiàng)-entry address來指定映像文件的初始入口點(diǎn)。這時，address指定了映像文件的初始入口點(diǎn)的地址值。對于地址0x0處為rom的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，可以使用-entry 0x0來指定映像文件的初始入口點(diǎn)。這樣當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，自動跳轉(zhuǎn)到該入口開始執(zhí)行。假如映像文件是被一個加載器加載的，該映像文件該映像文件必須包含一個初始化入口點(diǎn)。這種映像文件通常還包含了其他普通入口點(diǎn)，這些普通入口點(diǎn)一般為異常中斷處理程序的入口地址。
當(dāng)用戶沒有指定-entry address時，連接器根據(jù)下面的規(guī)則決定映像文件的初始入口點(diǎn)。
假如輸入的目標(biāo)文件中只有一個普通入口點(diǎn)，該普通入口點(diǎn)被連接器當(dāng)成映像文件的初始入口點(diǎn)。
假如輸入的目標(biāo)文件中沒有一個普通入口點(diǎn)，或者其中的普通入口點(diǎn)多于一個，則連接器生成的映像文。

我們編譯好的可執(zhí)行文件時去除了頭格式的映像文件，我們講的本來就是操作系統(tǒng)，所以這個程序不是通過初始入口點(diǎn)執(zhí)行的第一條指令，應(yīng)該是通過普通入口點(diǎn)來執(zhí)行的，通常是中斷向量表。也就是程序中用偽指令entry指定的指令段的第一條指令。我們用ADS1.2打開ucos的學(xué)習(xí)資料的工程中的第十個實(shí)驗(yàn)（ucos系統(tǒng)移植實(shí)驗(yàn)）。在startup文件夾中有一個startup.s 的匯編程序，這個就是ucos的啟動代碼了。由ENTRY偽指令指定的第一條指令是b ColdReset，所以第一條指令就是它了。

咱先不管這個第一條指令的問題，我的目的是把我學(xué)習(xí)的UCOS講述給你聽，但這需要一定的講述規(guī)范，希望我說的你能聽懂，愿意看下去，我想這樣做：

先從整體描述一下整個過程，然后在分階段概括這一階段整個硬件和軟件系統(tǒng)干了什么？為什么會有這些順序？為什么要這么干？在這個過程中可能思維隨即發(fā)散到任何有關(guān)系的知識點(diǎn)。最后我將逐一分析源代碼，在分析源代碼時遇到的問題，都將解決，當(dāng)然包括那些精華和美。還可能闡述一下我的理解和方法，以及我對學(xué)習(xí)的一些認(rèn)識。我是想按照一定的規(guī)范去寫這個東東，但是我又不想完全按照一種思路去寫，畢竟我是隨意書寫的。我的整體思路就是針對硬件和軟件在整個時間流里都干了什么？為什么要這么干為主要線路。在這個線路中涉及到的所有疑問和知識點(diǎn)都將一一展開闡述。我盡量做到自然，而不是強(qiáng)加給你一些生硬的概念，因?yàn)槿瞬幌矚g被。被學(xué)習(xí)，被干活，被記憶。

理解UCOS最好的方式是閱讀其源代碼，一本很好的參考書是嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)ucos-ii,邵貝貝譯

聲明：在寫這個文檔時，我還有很多地方?jīng)]有真正弄明白，所以有些地方可能我也說不清楚，但我會把我的疑問寫出來，我什么時候想明白了，我會把它寫出來，如果你知道請你告訴我，我會很高興的。

在說明一下現(xiàn)在的情況：現(xiàn)在ucos的所有代碼（包括啟動的bootloader）都被vivi copy到0x30008000的內(nèi)存地址開始的地方了，然后PC值改為0x30008000，取出這個地址放的arm指令就開始執(zhí)行這條指令了。前面已經(jīng)分析完整個工程編譯出來的可執(zhí)行程序的第一條指令了。

好了，下面開始說整個班子以及UCOS的整體啟動過程，只是大概的說明流程，至于會為什么這樣的問題等到具體詳解的時候在具體解釋。

硬件初始化，主要是讓硬件平臺處于一個可知的狀態(tài)，重要的一點(diǎn)就是初始化C語言運(yùn)行環(huán)境。

UCOS初始化

UCOS運(yùn)行并執(zhí)行應(yīng)用程序

哎 ，這樣看的話，整個過程還真挺簡單的，哈。

下面具體講解硬件初始化階段，這個就真的比較麻煩了，但沒關(guān)系，咱們慢慢說。

從具體代碼上看，它主要干了這些活：

關(guān)閉看門狗，（一個用于開發(fā)階段的硬件，到代碼講解時具體說明）

屏蔽中斷掩碼寄存器（現(xiàn)在整個硬件平臺的控制權(quán)都在UCOS，在初始化的時候，我們不希望被打擾，具體原因我們以后說）

初始化各個模式堆?？臻g（堆?？臻g很重要哦）

COPY中斷向量表（關(guān)于為什么要copy，我們在后面說）

初始化c庫環(huán)境

然后跳轉(zhuǎn)到主應(yīng)用程序（即我們平時說的main（）函數(shù)）

下面這些代碼是用匯編寫的代碼，其中分號后面的是注釋。

下面就以具體代碼為例，詳細(xì)講解啟動代碼。

每個代碼塊做一個說明，對于特別重要的代碼，我在代碼后面做詳細(xì)注釋。注釋寫在//后面，如果此處有很重要知識點(diǎn)的話，單獨(dú)起一段進(jìn)行說明。

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;;; Copyright (c) 2004-2007 threewater@up-tech.com, All rights reserved.

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;;; Startup Code for

;;; S3C2410 : Startup.s

;;;; by threewater 2005.2.22

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GET 2410addr.s //引入2410addr.s文件里的內(nèi)容，作用像是c語言里的#include一樣。

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;;; Some ARM920 CPSR bit discriptions

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;Pre-defined constants

USERMODE EQU 0x10

FIQMODE EQU 0x11

IRQMODE EQU 0x12

SVCMODE EQU 0x13

ABORTMODE EQU 0x17

UNDEFMODE EQU 0x1b

MODEMASK EQU 0x1f

NOINT EQU 0xc0

I_Bit * 0x80