Cortex m3第一指令执行

yr9zkbsy  于 2023-08-03  发布在  其他
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我正在使用Sourcery CodeBench Lite 2012.03-56编译器和gdb套件与texane gdb server
今天我想尝试廉价STM32 VLDISCOVERY板的FreeRTOS演示示例,我复制了所有需要的源文件,编译没有错误,但示例不起作用。我启动了调试器,注意到这个例子在尝试解引用指向GPIO寄存器的指针时失败了。包含指向GPIO寄存器的指针的全局数组变量:

GPIO_TypeDef* GPIO_PORT[LEDn] = {LED3_GPIO_PORT, LED4_GPIO_PORT};

字符串
未正确初始化,并且填充了一些随机值。我检查了预处理器定义LED3_GPIO_PORT和LED3_GPIO_PORT,它们有效。
在研究了问题可能出在哪里之后,我查看了CMSIS库中为trueSTUDIO提供的启动文件。原始startup_stm32f10x_md_vl.S文件:

.section    .text.Reset_Handler
    .weak   Reset_Handler
    .type   Reset_Handler, %function
Reset_Handler:

/* Copy the data segment initializers from flash to SRAM */
  movs  r1, #0
  b LoopCopyDataInit

CopyDataInit:
    ldr r3, =_sidata
    ldr r3, [r3, r1]
    str r3, [r0, r1]
    adds    r1, r1, #4

LoopCopyDataInit:
    ldr r0, =_sdata
    ldr r3, =_edata
    adds    r2, r0, r1
    cmp r2, r3
    bcc CopyDataInit
    ldr r2, =_sbss
    b   LoopFillZerobss
...


在调试过程中,我注意到寄存器r1从未被第一条指令 movs r1,#0 初始化为零。寄存器r1用作循环中的计数器,因此当执行到达循环LoopCopyDataInit时,它永远不会进入循环,因为寄存器r1加载了来自先前执行的一些垃圾数据。因此,启动代码永远不会初始化.data部分
当我在 movs r1之前放置两个nop指令时,#0 指令然后寄存器r1被初始化为0,示例开始工作:
startup_stm32f10x_md_vl.S文件的修改部分:

/* Copy the data segment initializers from flash to SRAM */
  nop
  nop
  movs  r1, #0
  b LoopCopyDataInit


这是对最终代码相关部分的反汇编:

Disassembly of section .isr_vector:

08000000 <g_pfnVectors>:
 8000000:       20002000        andcs   r2, r0, r0
 8000004:       08000961        stmdaeq r0, {r0, r5, r6, r8, fp}
 ...

Disassembly of section .text:

 ...
8000960 <Reset_Handler>:
 8000960:   2100            movs    r1, #0
 8000962:   f000 b804       b.w     800096e <LoopCopyDataInit>

08000966 <CopyDataInit>:
 8000966:   4b0d            ldr     r3, [pc, #52]   ; (800099c <LoopFillZerobss+0x16>)
 8000968:   585b            ldr     r3, [r3, r1]
 800096a:   5043            str     r3, [r0, r1]
 800096c:   3104            adds    r1, #4


如您所见,ISR向量表正确指向Reset_Handler地址。那么,到底发生了什么?为什么第一条指令 movs r1,#0 在原始启动代码中从未执行?

编辑:

当我关闭电路板电源并再次打开时,原始代码可以正常工作。我可以多次重置MCU,它可以工作。当我启动gdb-server时,代码不工作,即使在重置后也是如此。我得重新启动它才能工作。我猜这是调试器的一些奇怪的事情。

注:

我看了一下其他人使用这个MCU的启动代码,他们要么禁用中断,要么用链接器定义的值加载SP寄存器,这两种情况下都是冗余的。如果他们被这种奇怪的行为击中,他们永远不会注意到。

mrwjdhj3

mrwjdhj31#

听起来像是调试器中的一个bug。可能它在第一条指令上设置了一个断点,然后要么完全跳过它,要么重新执行它不能正常工作。这个问题可能会因为它是一个 reset 向量而变得复杂,也许它只是不可能可靠地停止在第一条指令上。由于NOP很有帮助,我建议在开发程序时将它们保留在适当的位置。
然而,存在替代解决方案。由于不太可能需要修改数组,因此在可写区中并不需要它。要让编译器将数组放入flash中,通常将其声明为 const 就足够了:

GPIO_TypeDef* const GPIO_PORT[LEDn] = {LED3_GPIO_PORT, LED4_GPIO_PORT};

字符串

zphenhs4

zphenhs42#

没有什么是跳出来的权利,以什么可能是错误的。首先,如何调试这段代码?您是否连接了调试器,然后通过JTAG向处理器发出重置?我会尝试将b Reset_Handler放在Reset_Handler:标签之后作为第一条指令,将其闪存,打开电路板,然后连接JTAG,这样您就可以最大限度地减少调试器的任何可能的怪异。然后将您的PC设置为mov指令,看看它是否有效。是否有 Bootstrap 或引导ROM启动此代码?这可能是指令或数据缓存发生了一些奇怪的事情。

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