ARM的位置无关程序设计在Bootloader中的应用

技术分类: 嵌入式系统  | 2008-05-12
来源:单片机与嵌入式系统应用 黄振华

  使用位置无关设计Bootloader程序有如下优点:

  ① 简化设计,方便实现系统的快速引导。位置无关代码可以避免在引导时进行地址映射,并方便地跳转到SDRAM中实现快速引导。

  ② 实现复位处理智能化。由于位置无关代码可以被加载到任意地址空间运行,因此其运行时的当前地址与链接时所指派的地址并不一定相同。利用这一特性,可以在复位处理程序中使处理器进入SVC模式并关闭中断后加入如下代码,便可根据当前运行时的地址进行不同的复位处理:

程序

  上述代码中的ADR指令读取的_start标号地址由指令的执行地址决定。若是从SDRAM中的Bootloader启动,则上述比较结果相等,程序直接跳转到clear_bss标号地址处执行,这样可以避免存储系统的重新初始化和Bootloader的拷贝过程;若是上电或硬件复位,程序从ROM启动,则上述比较结果不等,程序便进行包括系统初始化和Bootloader拷贝等过程的全面复位处理操作。

  ③ 便于调试。Bootloader的调试通常也是一个繁琐的过程,使用位置无关代码,则可以将映像文件加载到SDRAM中进行调试,这既能真实地反映程序从ROM中进行系统引导的情况,又可以避免频繁烧写程序存储器。

  3 结论

  本文所介绍的基于位置无关的程序设计是通过基于PC或基址寄存器的符号引用规范来实现的。这种方法在实际系统开发中应用广泛,既能用于引导程序的设计,也可用于一般的应用程序或嵌入式共享库的开发。而在Bootloader的设计中引入位置无关代码,可以使程序结构更为简单清晰,并能避免地址重映射并从SDRAM进行快速系统引导;引用位置无关的设计方法使Bootloader的复位处理功能更为灵活,还使得在SDRAM中和在ROM中进行程序调试具有相同的效果。

  参考文献

  [1] 杜春雷. ARM体系结构与编程[M]. 北京:清华大学出版社,2003.

  [2] 陈文智. 嵌入式系统开发原理与实践[M]. 北京:清华大学出版社,2005.

  [3] ARM Limited. ARM Architecture Reference Manual. 2nd ed,2000.

  [4] ARM Limited. ADS Developer Guide. Release 1.2,200111.

  [5] ARM Limited. ADS Assembler Guide. Release 1.2,200111.

  [6] Red Hat Inc. Using ld, the GNU linker. Version 2.14.

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