为什么所有的ARM bootloader都有汇编代码？

Question

用汇编写入可以减少代码大小和执行时间。但是，假如我有足够的记忆和足够的时间。我可以只使用C代码并引导设备吗？我的意思是，从开机直接运行C代码。我特别感兴趣的是ARM处理器。

Answer 1

我也不知道确切的答案。我只是提出一些我能想到的（减去内存和效率）的原因：
- 该代码是非常具体的设备，无需进行编译和其他地方运行
- 使用特殊指令
（？） - 启动加载程序运行时的状态与正常程序（？）（堆栈，堆）不同

声明：此答案可能包含错误信息。这里不要重视任何事情。

Answer 2

引导加载程序负责在设备启动时对其进行初始化。在这一点上，汇编器没有别的可用。汇编器部分通常保持尽可能小，并负责初始化系统，以便操作系统的一部分和例如最小的C运行时间可以加载到内存中并执行，并且在此之后其他初始化任务可以使用例如C.

有些链接可能会有所帮助：

Wikipedia bootloader entry

U-boot design principles

希望这是有帮助的。

Answer 3

其实你可以为ARM的Cortex-M3 microcontrollers做一个C-only固件。因为它的向量表包含栈指针的条目，所以它的值将被处理器初始化，并且您可以使用直接从重置开始的编译代码。您仍然需要设置外设并初始化C库环境，但不必在汇编器中完成。 Cortex-M3的同时自动保存在中断处理程序入口易失性寄存器，使他们也可以直接在C.

也就是说，大多数编译器厂商仍然提供用汇编语言编写的启动，因为它提供了最大程度的控制写入。

Answer 4

如前所述，Cortex-M3的是特殊的，会允许这样的事情，还好有一个例外，你仍然需要一些ASM或其他一些魔法打造量表调用C代码。

一般是没有，需要回答一些组件。处理器是通用的，他们通常不知道你为程序和数据以及堆栈设置了什么地址空间，寄存器，特别是堆栈指针，通常被初始化为一些已知的值，例如零。处理器一般都知道有一个启动序列，要么是有一个地址开始执行，要么是一个地址，在这个地址找到一个开始执行的地址。该地址表，一个用于复位，一个用于中断等，由引导代码的程序员放置在那里，虽然可以用C来管理，不值得花费精力，但更容易编写几行asm来构建该向量表。 （这是皮层-m的情况）

所以至少你需要设置一个堆栈指针，然后分支到条目C代码，从那里你可以逃脱运行C.现在，如果这是一个arm并不是cortex-m，那么你有多个堆栈来设置（如果你想使用中断，处理故障等），你必须使用特定的asm指令来执行该设置，所以需要asm，real或inline 。

如果您习惯使用.data或期望.bss为零，则必须执行此操作，但某些代码必须将bss清零并准备.data。通常你的系统（即使是你的台式机/笔记本电脑）将从闪存启动，如果你有.data，.data需要在闪存中，但希望被读/写，所以你需要将这些数据从闪存复制到它的家园在内陆，好吧，你需要先运行并运行（见下文）来做到这一点。

不是在过去的美好时光，但肯定今天与德拉姆你无法打开并开始使用内存，有很多代码需要dram和运行。是的，这段代码是用C语言编写的，可能不是asm（尽管出于性能方面的原因，asm可能被用来利用特定的指令，而不一定会让C编译器为你生成）。

所以你有一个不同的场景一般，不一定具体到手臂。我将列出一些但不是每个细微差别

1）你有一个系统使用sram或内部ram，不需要初始化，你没有使用.data，你的代码不会假定.bss已被清零。通常情况下，最小化是初始化堆栈指针并分支到C入口点（main，或任何你称之为的）。

2）你有一个系统使用sram或内部ram，不需要初始化，你正在使用.data，你希望在你的C代码开始之前就存在（对于C程序员来说很典型）和.bss在你的C代码开始之前为零（也是典型的，但幸好gcc开始抱怨这样做的代码）。由于您的C代码在这种情况下期望在C代码运行之前准备好这些东西，因此将.bss归零并将.data从闪存复制到RAM会发生在asm中。这是你最常见的场景，请查看许多针对不同处理器的crt0.s例程，这是常用主题，设置堆栈指针，零bss，将.data分支复制到main。 3）你有一个系统有一些内部的sram，不需要初始化，但你期望使用的主存是dram。这是两个步骤，您的第一个引导加载程序仍然需要设置堆栈指针，根据您的首选项可选地设置零.bss和复制.data，然后分支到第一个引导加载程序的入口点。这个引导程序将启动dram系统。现在，该引导加载程序可以选择复制.data和零.bss（现在可以在C中），然后转到主引导加载程序入口点/函数，该入口函数需要并使用较大的主内存。

4）你有一个微处理器的x86处理器，你需要在启动时修补微代码，我没有这方面的个人知识，但会假设你应该使用的指令数量有限，因为你正在改变微编码的一些，或者你复制到一些内存然后翻转一下，它奇迹般地切换补丁，你执行变化，不知道，但我敢打赌，一些组装是必需的。

请记住，许多C库调用都在组装中。所以C是组装的，尤其是手臂。你避免所有的分歧，乘法，模数，浮点数等吗？你从不使用任何字符串函数或复制函数吗？你是否使用C库函数？这很可能是你正在使用的asm，并且不知道它。 memcpy通常是手动调整的，尤其是手臂。如果你在代码中使用结构，编译器可能会抛出memcpys，具体取决于你使用的是什么以及如何使用它们。分而定模。繁殖有时。浮点，通常是asm，即使有fpu也是如此。你确实没有写过这个asm，但是有可能是asm，并且你的引导程序不会没有asm（如果你使用这些库）存在。

你的标题问题，暗示只有一个引导程序的程序集是错误的，引导程序大多不是程序集。几乎总是需要一些组件。

cortex-m是一个独特的野兽，因为它的设计使您不必使用特殊指令或asm来包装中断（或让编译器为您做这件事）。不典型。虽然cortex-m有一个巨大的向量表。好奇你如何用C编写这个表。我有一些想法如何做，但是它对于asm来说更容易，即使asm实际上并不是汇编程序的指令（.word this_handler，.word that_handler） 。至少在传统ARM的32位ARM7指令ARM内核中，您必须设置堆栈并在asm中至少分支到C代码，除非您玩编译器游戏，异常处理程序还需要一点asm，只是几行。我不得不怀疑这个问题的根源。引导加载程序与处理器和附属设备非常紧密地联系在一起，编写引导加载程序的程序员必须能够很方便地使用硬件寄存器等，这意味着对于该处理器的指令集有一定的舒适度。避免引导程序中的所有asm是一个问题。即使使用cortex-m只是因为你可以直接从向量表转换为C代码，你仍然需要验证你使用的编译器符合硬件调用约定，而不仅仅是一些通用的arm调用约定，以确保保留一定范围的寄存器并在返回时使用正确的指令，这意味着对编译器生成的代码进行反汇编和手动/可视化检查，但是在这个级别上，尽管只是阅读，与写入asm相当。