2440init.s分析
2011-10-29 12:50
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板子上电后就会从这里开始执行，主要完成基本初始化，还有判断是从nor还是nand启动，再实现把程序搬到SDRAM当中，在搬运成功后再跳到main函数里面执行。
我们现在开始来看看它的具体代码吧！
GET和INCLUDE的功能是相同的，功能都是引进一些编译过的文件。
GET option.inc
GET memcfg.inc
GET 2440addr.inc
定义SDRAM工作在Reflesh模式下，SDRAM有两种刷新模式：selfreflesh,autoreflesh。后者是在其使用过程当中设置的。
BIT_SELFREFRESH EQU (1<<22)
下面是对arm处理器模式寄存器对应的常数进行赋值，arm处理器有一个CPSR寄存器，它的后五位决定了处理器处于哪个模式下。可以看出常数的定义都不会超过后5位的。
USERMODE EQU 0x10
FIQMODE EQU 0x11
IRQMODE EQU 0x12
SVCMODE EQU 0x13
ABORTMODE EQU 0x17
UNDEFMODE EQU 0x1b
MODEMASK EQU 0x1f
NOINT EQU 0xc0
各个异常模式的堆栈
UserStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x3800) ;0x33ff4800 ~
SVCStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2800) ;0x33ff5800 ~
UndefStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2400) ;0x33ff5c00 ~
AbortStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2000) ;0x33ff6000 ~
IRQStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x1000) ;0x33ff7000 ~
FIQStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x0) ;0x33ff8000 ~
这一段是统一arm的工作状态和对应的软件编译方式（16位编译环境使用tasm.exe编译）。arm处理器的工作状态分为两种：32位，arm执行字对齐的arm指令集；16位，arm执行半字对齐的Thumb指令集。不同的工作状态，编译方式也不一样。所以下面的程序就是判断arm的工作方式来确定它的编译方式。
GBLL THUMBCODE//定义THUMBCODE 这个变量GBLL 声明一个全局逻辑变量并初始化为{FALSE}
[ {CONFIG} = 16//"["表示"if","|"表示"else","]"表示"endif"，对于CONFIG是在ADS编译中定义的内部变量。
THUMBCODE SETL {TRUE}
CODE32
|
THUMBCODE SETL {FALSE}
]//如果ARM是在16位的工作状态的话，就使全局变量THUMBCODE设置为ture。
MACRO//这个是宏定义的关键字
MOV_PC_LR//作用是子程序返回
[ THUMBCODE
bx lr//当目标程序是Thumb时，就要使用BX跳转返回，并转换模式。
|
mov pc,lr//目标程序是ARM指令集，直接把lr赋给pc就可以了。
]
MEND//宏定义的结束标志。
MACRO
MOVEQ_PC_LR//这个是带“相等”条件的子程序返回。和上面说的类似。
[ THUMBCODE
bxeq lr
|
moveq pc,lr
]
MEND
在宏定义下面的handlexxx HANDLER handlexxx都会展成以下的程序段，这段程序主要把中断服务程序的入口地址传送给pc，在程序的用34字空间来存放中断服务程序的入口地址，每个字空间都会有一个标号，以handlerxxx开头的。
MACRO
$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel
$HandlerLabel
sub sp,sp,#4 //先预留空间，为了存储跳转地址。
stmfd sp!,{r0} //把工作寄存器按入堆栈。
ldr r0,=$HandleLabel
ldr r0,[r0] //这两句的功能是把中断程序的入口地址先放在中间变量r0处。
str r0,[sp,#4]//把中断服务程序的入口地址按入堆栈。
ldmfd sp!,{r0,pc}//最后把堆栈中的中断程序入口地址弹给pc寄存器，这样就可以执行相应的中断服务程序了。
MEND
S3C2440有两种中断模式：一种有中断向量表的，一种则没有。有表的话实时性比较好。当一个外部中断0发生后，程序自动跳转到地址0x20处，0x20地址单元的指令为“ldr pc, = HandlerEINT0”，因此程序跳转到HandlerEINT0处执行这个宏操作，就是把外部中断地址赋给PC。
一个arm程序是由R0,RW,ZI三个段组成。其中R0为代码段，RW是已经初始化的全局变量，ZI是未初始化的全局变量，BOOTLOADER要将RW段复制到RAM中并将ZI段清零。
编译器使用下列段来记录各段的起始地址和结束地址
|Image$$RO$$Base| ; RO 段起始地址|Image$$RO$$Limit| ; RO 段结束地址加1|Image$$RW$$Base| ; RW 段起始地址
|Image$$RW$$Limit| ; RW 段结束地址加1|Image$$ZI$$Base| ; ZI 段起始地址|Image$$ZI$$Limit| ; ZI 段结束地址加1
这些标号的值是通过编译器的设定来确定的如编译软件中对ro-base 和rw-base 的设定，例如ro-base=0xc000000 rw-base=0xc5f0000，在这里用IMPORT 伪指令( 和c 语言的extren 一样) 引入|Image$$RO$$Base|,|Image$$RO$$Limit|...等比较古怪的变量是编译器生成的。RO, RW, ZI 这三个段都保存在Flash 中，但RW，ZI 在Flash 中的地址肯定不是程序运行时变量所存储的位置，因此我们的程序在初始化时应该把Flash
中的RW，ZI 拷贝到RAM 的对应位置。这些变量是通过ADS 的工程设置里面设定的RO Base 和RW Base 设定的,最终由编译脚本和连接程序导入程序.
IMPORT |Image$$RO$$Base|
IMPORT |Image$$RO$$Limit|
IMPORT |Image$$RW$$Base|
IMPORT |Image$$ZI$$Base|
IMPORT |Image$$ZI$$Limit|
引入外部变量mmu的快速总线模式和同步总线模式两个变量
IMPORT MMU_SetAsyncBusMode
IMPORT MMU_SetFastBusMode
我们所熟知的main函数
IMPORT Main
把镜像从Nandflash拷贝到SDRAM的函数
IMPORT RdNF2SDRAM
定义arm汇编程序段，段名叫init段，为只读段
AREA Init,CODE,READONLY
ENTRY
EXPORT __ENTRY//导出__ENTRY标号
__ENTRY
ResetEntry
ASSERT :DEF:ENDIAN_CHANGE//判断模式改变是否定义过(ASSERT是伪指令，：DEF：lable判断lable是否定义过了)
[ ENDIAN_CHANGE
ASS
4000
ERT :DEF:ENTRY_BUS_WIDTH//判断是否定义了总线宽度
[ ENTRY_BUS_WIDTH=32//如果存储器是32位的总线宽度
b ChangeBigEndian ;DCD 0xea000007
]
[ ENTRY_BUS_WIDTH=16//如果存储器是16位的总线宽度
andeq r14,r7,r0,lsl #20 ;DCD 0x0007ea00
]
[ ENTRY_BUS_WIDTH=8//如果是存储器是8位总线宽度
streq r0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea
]
|//如果总线宽度没有定义的话，就直接跳转到复位中断
b ResetHandler//程序执行的地跳跳转指令
]
b HandlerUndef ;handler for Undefined mode
b HandlerSWI ;handler for SWI interrupt
b HandlerPabort ;handler for PAbort
b HandlerDabort ;handler for DAbort
b . ;reserved
b HandlerIRQ ;handler for IRQ interrupt
b HandlerFIQ ;handler for FIQ interrupt
;@0x20
b EnterPWDN ; Must be @0x20.//进入powerdown模式
以上8条跳转指令，是8个异常中断处理向量，一定要按照顺序排好，据我了解，每次出现异常的话，是由硬件自行查表的。
HandlerFIQ HANDLER HandleFIQ
HandlerIRQ HANDLER HandleIRQ
HandlerUndef HANDLER HandleUndef
HandlerSWI HANDLER HandleSWI
HandlerDabort HANDLER HandleDabort
HandlerPabort HANDLER HandlePabort
下面这段程序很重要，他是实现第二次查表的程序。arm把所有中断都归为一个IRQ和一个FIRQ中断异常，我们为了要知道具体的中断，从而才可以跳到中断对应的中断服务程序。
IsrIRQ
sub sp,sp,#4 //保留pc寄存器的值
stmfd sp!,{r8-r9}//把r8 r9按入堆栈
ldr r9,=INTOFFSET//把中断偏移INTOFFSET的地址装入r9里面
ldr r9,[r9]//取出INTOFFSET单元里面的值给r9
ldr r8,=HandleEINT0//向量表的入口地址赋给r8
add r8,r8,r9,lsl #2//求出具体中断向量的地址
ldr r8,[r8]//中断向量里面存储的中断服务程序的入口地址赋给r8
str r8,[sp,#8]//按入堆栈
ldmfd sp!,{r8-r9,pc}//堆栈弹出，跳转到相应的中断服务程序
LTORG//声明文字池
板子上电后就，程序就执行0x00处的b ResetHandler
ResetHandler
ldr r0,=WTCON //关闭看门狗
ldr r1,=0x0
str r1,[r0]
ldr r0,=INTMSK
ldr r1,=0xffffffff //关闭所有中断
str r1,[r0]
ldr r0,=INTSUBMSK
ldr r1,=0x7fff //关闭所有子中断
str r1,[r0]
[ {FALSE}
;rGPFDAT = (rGPFDAT & ~(0xf<<4)) | ((~data & 0xf)<<4);
; Led_Display
ldr r0,=GPBCON
ldr r1,=0x155500
str r1,[r0]//使GPB10~GPB4为输出口，GPB3~GPB0为输入口
ldr r0,=GPBDAT
ldr r1,=0x0
str r1,[r0]//使GPB10~GPB4输出为低电平，GPB3~GPB0输入为低电平
]
通过数据手册可以发现，当输出为1时，LED灭，反之亦然。
LOCKTIME是pll的lock time计数器。为了减少pll的lock time，调整LOCKTIME寄存器。
ldr r0,=LOCKTIME
ldr r1,=0xffffff//赋给这个值后，UPLL和MPLL的locktime的值都会设定好了。具体为什么是设定这个值，你就去问问三星公司吧，我也不太懂。
str r1,[r0]
说到这里，大家可能不太懂。我就在这里细说一下吧。这个涉及到arm9的时钟模块的知识。arm9有个时钟控制逻辑，它可以产生cpu的FCLK时钟、AHB总线外围接口器件的HCLK时钟以及APB总线外围接口器件的PCLK时钟。arm9有两个锁相环PLL，一个用于FCLK、HCLK、HCLK。一个用于USB模块。这两个PLL我们分别称之为MPLL和UPLL。在系统复位之后，PLL按照默认的配置进行操作，由于认为它这时是一个不稳定的状态，所以这时用外部时钟作为FCLK时钟的输出。只有当向PLLCON寄存器设置相应的值后，PLL就会按照软件设置的频率运行了。这时就换成使用PLL的输出作为FCLK了。对于FCLK先后不是有两次不同时钟作为输入，这样就余姚一个适应的时间，这个时间的设定就是我们这里在LOCKTIME寄存器里面设置的常数啦。
[ PLL_ON_START//设置CLKDIVN的值在PLL锁存时间之后有效。
ldr r0,=CLKDIVN
ldr r1,=CLKDIV_VAL ; 0=1:1:1, 1=1:1:2, 2=1:2:2, 3=1:2:4, 4=1:4:4, 5=1:4:8, 6=1:3:3, 7=1:3:6.
str r1,[r0]
可以看出是对FCLK、PCLK以及HCLK三者的比率设置。只要通过对CLKDIVN执行操作就可以得到相应需要的比率了。
[ CLKDIV_VAL>1 //如果 Fclk:Hclk不是1：1的话执行下面
mrc p15,0,r0,c1,c0,0
orr r0,r0,#0xc0000000;R1_nF:OR:R1_iA
mcr p15,0,r0,c1,c0,0
|
mrc p15,0,r0,c1,c0,0
bic r0,r0,#0xc0000000;R1_iA:OR:R1_nF
mcr p15,0,r0,c1,c0,0
]
这里可以看出，如果FCLK：HCLK不是1：1的关系的话，就要转成异步总线模式。反之，如果是这个比例关系的话，就转成快速总线模式。
ldr r0,=UPLLCON//对UPLL进行配置
ldr r1,=((U_MDIV<<12)+(U_PDIV<<4)+U_SDIV)//这里就是非常熟悉的PMS啦，Fin = 12.0MHz, UCLK = 48MHz
str r1,[r0]
nop ; Caution: After UPLL setting, at least 7-clocks delay must be inserted for setting hardware be completed.
nop
nop
nop
nop
nop
nop
ldr r0,=MPLLCON//对MPLL进行配置
ldr r1,=((M_MDIV<<12)+(M_PDIV<<4)+M_SDIV) ;Fin = 12.0MHz, FCLK = 400MHz
str r1,[r0]
]
ldr r1,=GSTATUS2
ldr r0,[r1]
tst r0,#0x2
判断是否是从休眠模式唤醒的，对GSTATUS2[2]的检测就可以判断出是否从休眠模式唤醒的。
bne WAKEUP_SLEEP//如果是的话就跳转。
EXPORT StartPointAfterSleepWakeUp//定义一个外部的StartPointAfterSleepWakeUp
StartPointAfterSleepWakeUp
adrl r0, SMRDATA
ldr r1,=BWSCON
add r2, r0, #52
0
ldr r3, [r0], #4
str r3, [r1], #4
cmp r2, r0
bne %B0
这段代码的作用就是设置存储控制器。在代码的后面有一个SMRDATA的数据区，用r0来定义它的起始地址，用r2来定义它的结束地址。r3是代表那13个存储控制器.代码很明显，就是把内存的数据赋给这13个存储控制器里面的。
ldr r0,=GPFCON
ldr r1,=0x0
str r1,[r0]//对GPF设置为输入的功能
ldr r0,=GPFUP
ldr r1,=0xff
str r1,[r0]//禁止上拉电阻
ldr r1,=GPFDAT
ldr r0,[r1]
bic r0,r0,#(0x1e<<1)//bic是r0与#(0x1e<<1)的反码按位相与。
tst r0,#0x1//这里就是测试最后一位是否为0，为0时说明是有按键按下了。
bne %F1//当按键0没有被按下的时候，就跳转啦。
这段代码是检测EINT0是否被按下了。
ldr r0,=GPFCON
ldr r1,=0x55aa
str r1,[r0]//GPF7~GPF4设置为输出，GPF3~GPF0设置为EINT0~EINT3
ldr r0,=GPFDAT
ldr r1,=0x0
str r1,[r0] //很明显，GPF7~GPF4设置为LED灯的控制，低电平全部亮了。起到指示的用途。
mov r1,#0
mov r2,#0
mov r3,#0
mov r4,#0
mov r5,#0
mov r6,#0
mov r7,#0
mov r8,#0
ldr r9,=0x4000000 ;64MB
ldr r0,=0x30000000
0
stmia r0!,{r1-r8}
subs r9,r9,#32
bne %B0
很明显可以看出，程序利用r1~r8这几个寄存器把0x30000000到0x34000000的内存全部清零了。
1
bl InitStacks//初始化堆栈
ldr r0, =BWSCON
ldr r0, [r0]
ands r0, r0, #6//OM[1:0] != 0, 从NOR FLash或者内存启动，不用读取NAND FLASH
bne copy_proc_beg//不需要从NAND FLASH启动就在这里跳转啦
adr r0, ResetEntry//OM[1:0] == 0,就从NAND FLash启动
cmp r0, #0//在进行比较，是否入口地址是在0处，如果不是则是用仿真器
bne copy_proc_beg//仿真器也不需要在NAND FLASH启动
nand_boot_beg
[ {TRUE}
bl RdNF2SDRAM
]
ldr pc, =copy_proc_beg
我们来看下RdNF2SDRAM具体是怎么工作的，这段代码的作用就是把NAND的程序读到RAM里面。
void RdNF2SDRAM( )
{
U32 i;
U32 start_addr = 0x0;
unsigned char * to = (unsigned char *)0x30000000;
U32 size = 0x100000;//可以算出是8M的大小。
rNF_Init();//我们来仔细看看这个函数吧。
如下：
static void rNF_Init(void)
{
rNFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4)|(0<<0);//TACLS=1,TWRPH0=4,TWRPH1=0初始化ECC，CLE&ALE持续时间的设置，TWRPH0和TWRPH1持续时间的设置。
rNFCONT = (0<<13)|(0<<12)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(1<<6)|(1<<5)|(1<<4)|(1<<1)|(1<<0);//在读写NANDFLASH之前，对6，5，4位的设置是确保可以使用ECC；对13位清零，使得可以写，擦除还有读0x4E000038~0x4E00003C区域的内容；由于对于这范围区域的读写我们不加任何限制，所以我们就不用设置中断来通知系统这个范围的区域被读写了，也就是10位清零了；RnB是表示存储器现在是否处于忙碌状态，9位的设置为1时，表示可以用中断来通知CPU现在存储器的状态，而8位的设置是用来说明是上升沿触发还是下降沿触发。
rNFSTAT = 0;
rNF_Reset();
}
我们来看下rNF_Reset()它的具体代码吧，代码如下:
static void rNF_Reset()
{
NF_CE_L();
NF_CLEAR_RB();
NF_CMD(CMD_RESET);
NF_DETECT_RB();
NF_CE_H();
}
代码看上去很烦人，其实不是的，就是一堆宏定义，我直接翻译一下吧，翻译如下：
rNFCONT &= ~(1<<1)； //位1清零，表示片选使能，这样片子就可以工作了。
rNFSTAT |= (1<<2)；//清零2位，这里不需要判断片子是否忙碌。
rNFCMD = (CMD_RESET)；//其中CMD_RESET=0xff。
while(!(rNFSTAT&(1<<2)))；//当RnB从低电平变换到高电平的时候，就会跳出这个循环。就是在等待NANDFLASH操作完毕。
rNFCONT |= (1<<1)；//使片子停止工作。
这样NANDFLASH的初始化工作终于完成了。我们现在回到RdNF2SDRAM里面来，接着往下分析。
switch(rNF_ReadID())我们来分析一下里面这个函数吧，代码如下：
static char rNF_ReadID()
{
char pMID;
char pDID;
char nBuff;
char n4thcycle;
int i;
NF_nFCE_L();//又是使能片子工作
NF_CLEAR_RB();//清除NFSTAT的2位，为以后判断片子是否工作完毕。
NF_CMD(CMD_READID); //往NFCMD送读ID指令。
NF_ADDR(0x0);//往NFADDR送地址
for ( i = 0; i < 100; i++ );
pMID = NF_RDDATA8();
pDID = NF_RDDATA8();
nBuff = NF_RDDATA8();
n4thcycle = NF_RDDATA8();
NF_nFCE_H();
return (pDID);
}//最后返回pDID为什么会有其它值，我就不太理解了。我们再返回到主程序里面看看。
switch(rNF_ReadID())
{
case 0x76:
for(i = (start_addr >> 9); size > 0; )//在这种情况下，认为一页的大小为512字节
{
rSB_ReadPage(i, to);
size -= 512;
to += 512;
i ++;
}
break;
case 0xf1:
case 0xda:
case 0xdc:
case 0xd3:
for(i = (start_addr >> 11); size > 0; )//在这种情况下，认为是2048字节为一页
{
rLB_ReadPage(i, to);
size -= 2048;
to += 2048;
i ++;
}
break;
}
}
其实都是把NANDFLASH的开始第二页的内容存放在一个指针数组里面，这个指针数组的起始地址在0x30000000。就是我们等下在下面看到的to[i]数组了。下面两个函数完成的功能是一样的，只是区别在于一页是多大，512或者是2048。
static void rSB_ReadPage(U32 addr, unsigned char * to)
{
U32 i;
rNF_Reset();
// Enable the chip
NF_nFCE_L();
NF_CLEAR_RB();
// Issue Read command
NF_CMD(CMD_READ);
// Set up address
NF_ADDR(0x00);
NF_ADDR((addr) & 0xff);
NF_ADDR((addr >> 8) & 0xff);
NF_ADDR((addr >> 16) & 0xff);
NF_DETECT_RB(); // wait tR(max 12us)
for (i = 0; i < 512; i++)
{
to[i] = NF_RDDATA8();
}
NF_nFCE_H();
}
static void rLB_ReadPage(U32 addr, unsigned char * to)
{
U32 i;
rNF_Reset();
// Enable the chip
NF_nFCE_L();
NF_CLEAR_RB();
// Issue Read command
NF_CMD(CMD_READ);
// Set up address
NF_ADDR(0x00);
NF_ADDR(0x00);
NF_ADDR((addr) & 0xff);
NF_ADDR((addr >> 8) & 0xff);
NF_ADDR((addr >> 16) & 0xff);
NF_CMD(CMD_READ3);
NF_DETECT_RB(); // wait tR(max 12us)
for (i = 0; i < 2048; i++)
{
to[i] = NF_RDDATA8();
}
NF_nFCE_H();
}
可以看出刚开始的时候都是先复位一下的，不同的地方在于每次是怎样把传进来的地址经过转换再付给NFADDR寄存器的，具体怎么样要看NAND的数据手册。
我们接着回到2440init.s的程序来，接着就有以下一句：
ldr pc, =copy_proc_beg
在前面也看到copy_proc_beg这个标号出现很多次，这个标号下面的代码完成的功能就是把nand flash的内容拷贝到ram当中。
copy_proc_beg
adr r0, ResetEntry
ldr r2, BaseOfROM
cmp r0, r2//两个进行比较
ldreq r0, TopOfROM//如果相同的话，为r0赋上R0的结束位置，也是RW的起始位置。
beq InitRam //如果相同的话，就跳到这个标号的位置。
ldr r3, TopOfROM//以下代码是针对代码在NOR FLASH时的拷贝方法。
0
ldmia r0!, {r4-r7}
stmia r2!, {r4-r7}
cmp r2, r3
bcc %B0//这几段代码的功能就是把ResetEntry的内容搬到BaseOfROM（R0的起始位置，后面有声明的）。
sub r2, r2, r3
sub r0, r0, r2 //这里使 ResetEntry的位置往下移，为了后面的数据拷贝做准备。
InitRam
ldr r2, BaseOfBSS
ldr r3, BaseOfZero
0
cmp r2, r3
ldrcc r1, [r0], #4
strcc r1, [r2], #4
bcc %B0 //可以看出这一段是对ResetEntry里面定义好的数据拷贝到RW段。
mov r0, #0
ldr r3, EndOfBSS
1
cmp r2, r3
strcc r0, [r2], #4
bcc %B1//如果拷贝完数据后还剩下多余的空间的话，就往里面填充0
ldr pc, =%F2 ;goto compiler address
2
ldr r0,=HandleIRQ
ldr r1,=IsrIRQ
str r1,[r0]//这三条语句很明显就是说明了，HandleIRQ这个中断向量的存储单元被赋上了IsrIRQ标号的地址，这样发生IRQ中断后就会直接去到二级表，去确认具体发生哪个中断。
[ :LNOT:THUMBCODE
bl Main //到这里，我们就看到了进入MAIN函数了。
b .
]
[ THUMBCODE ;for start-up code for Thumb mode
orr lr,pc,#1
bx lr
CODE16
bl Main //可以看到以上代码表示如果arm是在THUMBCODE指令模式下的话，就进行模式转换。
b .
CODE32
]
<
9c85
p>到这里，我们已经把2440init.s的启动代码分析了一遍了。如有任何错误的话，请大家指出！谢谢
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