arm - ARM 的启动过程是怎样的？

Question

众所周知，对于X86架构:按下电源按钮后，机器开始执行0xFFFFFFF0处的代码，然后开始执行BIOS中的代码以进行硬件初始化。 BIOS 执行后，它使用引导加载程序将操作系统镜像加载到内存中。最后，操作系统代码开始运行。对于ARM架构，使用按下电源按钮后的启动过程是怎样的？谢谢!

Answer 1

目前ARM架构中有两种异常模型(复位被认为是一种异常):

经典模型，用于前 Cortex 芯片和当前 Cortex-A/R 芯片。其中，0处的内存包含了几个异常处理程序:

 Offset  Handler
 ===============
 00      Reset 
 04      Undefined Instruction
 08      Supervisor Call (SVC)
 0C      Prefetch Abort
 10      Data Abort
 14      (Reserved)
 18      Interrupt (IRQ)
 1C      Fast Interrupt (FIQ)

当异常发生时，处理器只是从特定的偏移量开始执行，因此通常该表包含单指令分支到代码中进一步的完整处理程序。典型的经典向量表如下所示:

00000000   LDR   PC, =Reset
00000004   LDR   PC, =Undef
00000008   LDR   PC, =SVC
0000000C   LDR   PC, =PrefAbort
00000010   LDR   PC, =DataAbort
00000014   NOP
00000018   LDR   PC, =IRQ
0000001C   LDR   PC, =FIQ

在运行时，向量表可以重定位到 0xFFFF0000，这通常被实现为紧密耦合的内存范围，以实现最快的异常处理。然而，上电复位通常从0x00000000开始(但在某些芯片中可以通过处理器引脚将其设置为0xFFFF0000)。

新的微 Controller 模型用于 Cortex-M 系列芯片。在那里，0处的向量表实际上是向量(指针)表，而不是指令。第一个条目包含 SP 寄存器的启动值，第二个条目是复位向量。这允许直接用 C 语言编写复位处理程序，因为处理器会设置堆栈。同样，该表可以在运行时重新定位。 Cortex-M 的典型向量表如下所示:

__Vectors       DCD     __initial_sp              ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler             ; Reset Handler
                DCD     NMI_Handler               ; NMI Handler
                DCD     HardFault_Handler         ; Hard Fault Handler
                DCD     MemManage_Handler         ; MPU Fault Handler
                DCD     BusFault_Handler          ; Bus Fault Handler
                DCD     UsageFault_Handler        ; Usage Fault Handler
                [...more vectors...]

请注意，在 OMAP3 或 Apple 的 A4 等现代复杂芯片中，执行的第一段代码通常不是用户代码，而是片上 Boot ROM。它可能会检查各种条件以确定从哪里加载用户代码以及是否加载它(例如，它可能需要有效的数字签名)。在这种情况下，用户代码可能必须符合不同的启动约定。