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arm:启动代码判断是从nand启动还是从norflash启动,拷贝程序到内存的过程

2014-12-23 17:32 405 查看
一、nand启动和nor启动:[1]

  CPU从0x00000000位置开始运行程序。

  1、nand启动:

  如果将S3C2440配置成从NANDFLASH启动(将开发板的启动开关拔到nand端,此时OM0管脚拉低)S3C2440的Nand控制器会自动把Nandflash中的前4K代码数据搬到内部SRAM中(地址为0x40000000),同时还把这块SRAM地址映射到了0x00000000地址。CPU从0x00000000位置开始运行程序。

  2、如果将S3C2440配置成从Norflash启动(将开发的启动开关拔到nor端,此时OM0管脚拉高),0x00000000就是norflash实际的起始地址,norflash中的程序就从这里开始运行,不涉及到数据拷贝和地址映射

  3、总结:

  nand启动时,地址0x00000000为内部SRAM映射的地址;

  nor启动时,地址0x00000000为norflash的实际起始地址。

  向Norflash中写数据需要特定的命令时序,而向内存中写数据可以直接向内存地址赋值。

二、判断是从nand启动还是从norflash启动:

1.根据硬件接线,

  引脚OM1、OM0 : 00: Nand-boot 01: 16-bit 10: 32-bit 11: Test mode

  

  总线宽度和等待控制寄存器(BWSCON)0x48000000 BWSCON_bit[2:1] Indicate data bus width for bank 0 (read only).

  The states are selected by OM[1:0] pins 。(01 = 16-bit, 10 = 32-bit ...)

what's done before copy?

ResetHandler
;WTCON  watch dog disable
;INTMSK
;INTSUBMSK
;To reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register.
;Setting value Fclk:Hclk:Pclk
;Configure UPLL
;Configure MPLL
;Check if the boot is caused by the wake-up from SLEEP mode.
  ;In case of the wake-up from SLEEP mode, go to SLEEP_WAKEUP handler.
;Set memory control registers
;Initialize stacks
bl    InitStacks
 ; Setup IRQ handler
ldr r0,=HandleIRQ ;This routine is needed
ldr    r1,=IsrIRQ    ;if there isn t 'subs pc,lr,#4' at 0x18, 0x1c
str    r1,[r0]


now copy:

;===========================================================
;// 判断是从nor启动还是从nand启动
;===========================================================
ldr    r0, =BWSCON
ldr    r0, [r0]
ands    r0, r0, #6                ;0110
bne    NORRoCopy                  ;BWSCON的[2:1]反映了外部引脚OM[1:0].
;bne:若OM[1:0] != 00, 是从NOR FLash启动.
;若OM[1:0]==00,则为Nand Flash Mode.

NandFlashMode
adr    r0, ResetEntry        ;注意adr得到的是相对地址,非绝对地址.    Cpu刚启动时,ResetEntry==0.
cmp    r0, #0                ;再比较入口是否为0地址处
bne    InitRamZero           ;如果不是0,直接初始化bss段,进入CEntry.
;nop

;===========================================================
;如果ResetEntry==0,说明是cpu刚启动(注意此处是nand启动),那就应该将nand中的代码搬运到sdram中。
;===========================================================
nand_boot_beg
bl    ClearSdram             ;将内存清零。从内存起始地址--->指定的足够大的范围,不超过内存的实际大小。

mov    r5, #NFCONF            ;nand控制器初始化
;set clk value
ldr    r0,    =(7<<12):OR:(7<<8):OR:(7<<4)
str    r0,    [r5]
;enable control
ldr    r0, =(0<<13):OR:(0<<12):OR:(0<<10):OR:(0<<9):OR:(0<<8):OR:(1<<6):OR:(1<<5):OR:(1<<4):OR:(1<<1):OR:(1<<0)
str    r0, [r5, #4]

bl    ReadNandID            ;读nandId,从而判断nand芯片的种类. r5 = nandId
mov    r6, #0
ldr    r0, =0xecF1
cmp    r5, r0
beq    %F1                    ;if(nandId==0xecf1){r6=0;//addr_cycle=4}else{r6=1;//addr_cycle=5}
mov    r6, #1                ;Nandaddr(寻址周期 0:4  1:5)
1
bl    ReadNandStatus        ;r1 = ret_of_ReadNandStatus ,这里似乎没有用。

mov        r8, #0                ;page_addr = r8 = 0;
ldr        r9, =ResetEntry        ;r9 = size_copyed = pBuff = 0;
mov        r10,#64             ;+081010 feiling     nPages_need_to_copy=64(128KB);
2
ands    r0, r8, #0x3f        ;R0 = R8 & 0X3F ; 如果是第一页(mov r8, #0),本式子equal 0;
bne        %F3
mov        r0, r8                ;如果是第一页,则检测坏块
bl        CheckBadBlk            ;unsigned int CheckBadBlk(unsigned int    page_addr)
cmp        r0, #0
addne    r8, r8, #64            ;每块的页数 r8 同时也做计数用。
addne    r10,r10,#64         ;+081010 feiling  if(is_bad_block){page_addr+=64;nPages_need_to_copy+=64;}
bne        %F4
3
mov    r0, r8
mov    r1, r9           ;r1 = r9 = size_copyed
bl    ReadNandPage
add    r9, r9, #2048    ;size_copyed+=2048
add    r8, r8, #1       ;page_addr+1
4
cmp    r8, r10           ;要拷贝的页数 081010 pht .  if(page_addr < nPages_need_to_copy ){copy_loop;}
bcc    %B2

mov    r5, #NFCONF        ;DsNandFlash
ldr    r0, [r5, #4]
bic r0, r0, #1
str    r0, [r5, #4]

ldr    pc, =InitRamZero    ;此处跳转到内存空间 LDR 装载数据,寻址灵活。 但不改变PSR
;要装载一个被存储的‘状态’并正确的恢复它 可以这样写:ldr r0, [base] 换行  moves pc, r0
;=============================================================================================
;若是从NAND启动,则先清零内存,再从nand[0 ~ user_set_size]拷贝到内存(ro 和.data),再初始化bss段,进入main。
;若是从NOR启动,同样是先清零,后拷贝,再初始化bss段,进入main。为了考虑jlink等调试的情况,避免二次拷贝,才使代码显得复杂。
;其实可以不管,直接全部拷贝过来,nor拷贝比nand拷贝更简单,逐个字节复制即可。;=============================================================================================
NORRoCopy                    ;copy_proc_from_nor_to_sdram
bl    ClearSdram            ;clear all sdram needed

adr    r0, ResetEntry        ;判断是否在ROM中运行,ROM即RO指定的地址,从NOR启动时ResetEntry为0
ldr    r2, BaseOfROM         ;如果相等,说明是jlink调试,调试器将程序.ro段直接下载到了内存,就不需再拷贝。
cmp    r0, r2                ;pFrom = r0 = ResetEntry(活的) ; pTo = r2 = BaseOfROM(链接文件写死的) ;pEnd = TopOfROM(链接文件写死的)
beq    NORRwCopy             ;if(ResetEntry==BaseOfROM){skip RoCopyLoop ,directly do RwCopy;}

RoCopyLoop                
ldr r3, TopOfROM             ;
0
ldmia    r0!, {r4-r7}
stmia    r2!, {r4-r7}        ;mem_ResetEntry----> mem_BaseOfROM ; pFrom+=4;pTo+=4;
cmp    r2, r3                ;if(pTo<pEnd){copy_loop;}
bcc    %B0

NORRwCopy               ;拷贝.data段(已初始化的全局变量、静态变量等),它在固件里占有空间。  
ldr    r0, TopOfROM        ;根据链接文件sct, TopOfROM == BaseOfRW
ldr    r1, BaseOfROM       ;
sub    r0, r0, r1          ;pFrom = r0 = (TopOfROM - BaseOfROM)
ldr    r2, BaseOfRW        ;pTo = BaseOfRW  ,pEnd = BaseOfZero
ldr    r3, BaseOfZero
0
cmp    r2, r3              ;if(r2<r3){
ldrcc    r1, [r0], #4      ;    r1 = [r0] ;  r0+=4;
strcc    r1, [r2], #4      ;    [r2] = r1 ;  r2+=4;
;}
bcc    %B0

               
InitRamZero                   ;初始化Bss段,之后立即进入CEntry
mov r0, #0  
ldr    r2,  BaseOfZero
ldr    r3,  EndOfBSS
1
cmp  r2, r3               ;清零bss段,bss段(未初始化的全局变量、静态变量)在bin文件中不占空间,只有占位符,因此需要在系统初始化时,手动初始化(一般memset为0);
strcc r0, [r2], #4
bcc  %B1

ldr   pc, =CEntry ;goto compiler address

CEntry
bl    Main       ;Don t use main() because ......
b    .


ClearSdram:在拷贝程序到内存之前,先清内存。

;=========================================================
ClearSdram
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,=0x00700000   ;size of ram to clear
ldr    r0,=0x30000000
0
stmia    r0!,{r1-r8}
subs    r9,r9,#32
bne    %B0
BX lr




2、根据 “向norflash写入数据需要一定的命令序列,而向内存中写数据可以直接向内存地址赋值” 这一点来区别:

//int bBootFrmNORFlash(void) : 判断是否从norflash启动。
//ret==1 :norflash启动
//ret==0 :nandflash启动。(或者是jlink调试的情况。)
//说明:该函数应用范围有限,只针对于bootloader最初的stage1。
int bBootFrmNORFlash(void)
{
volatile unsigned int *pdw = (volatile unsigned int *)0;  //volatile
unsigned int dwVal;

/*
* 无论是从NOR Flash还是从NAND Flash启动,
* 地址0处为指令"b    Reset", 机器码为0xEA00000B,
* 对于从NAND Flash启动的情况,其开始4KB的代码会复制到CPU内部4K内存中,
* 对于从NOR Flash启动的情况,NOR Flash的开始地址即为0。
* 对于NOR Flash,必须通过一定的命令序列才能写数据,
* 所以可以根据这点差别来分辨是从NAND Flash还是NOR Flash启动:
* 向地址0写入一个数据,然后读出来,如果没有改变的话就是NOR Flash
* 这仅仅针对于初始阶段,norflash启动时,最终也要将程序加载到SDRAM中运行。因此该函数应用范围是有局限性的。
*/

dwVal = *pdw;
*pdw = 0x12345678;
if (*pdw != 0x12345678)
{
return 1;
}
else
{
*pdw = dwVal;//测试完后要还原数据。
return 0;
}
}


参考:
1、uboot如何检测XC2440是从Nand或Nor启动 http://blog.chinaunix.net/uid-22030783-id-3347621.html
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