OK6410裸機程序之開始模板(Linux環(huán)境)
一、 裸機程序的構(gòu)成
1. 基本的裸機程序由啟動代碼和C函數(shù)文件構(gòu)成。而啟動代碼包括:硬件設(shè)備初始化、調(diào)用C函數(shù)。
本次分析中代碼文件有:
start.S 啟動代碼,都是匯編寫的
commom.h 一些通用的函數(shù),比如設(shè)置某寄存器的某位為1或0
irq.c 中斷初始化,中斷處理等
regs.h 6410的寄存器地址,需要哪些寄存器可以在本文件中聲明和定義
sdram.c 有關(guān)sdram的一些操作,如sdram初始化等
time.c 系統(tǒng)時鐘的有關(guān)設(shè)置,如PLLclock等
led.c 這個就是主函數(shù)了,主程序就在這里編寫,本次只是演示,控制開發(fā)板的led燈循環(huán)點亮,也就是流水燈
led.lds 該文件為鏈接腳本,描述了各個輸入文件的各個section如何映射到輸出文件的各section中,并控制輸出文件中section和符號的內(nèi)存布局。
Makefile 這個文件就不用說了吧。。。
1.1 學(xué)習(xí)啟動代碼有助于我們以后開發(fā)uboot,uboot的啟動代碼跟裸機的差不多。
下面把start.S代碼貼出來,其中代碼中也有注釋。
@**************************************@File:start.S@Function:cpuinitialandjumptocprogram@author:lixiaoming@time:2012/7/2721:40@**************************************.externmain.text.global_start_start:breset@whenreset,cpujumpto0addressbhalt@ldrpc,_undefined_instructionbhalt@ldrpc,_software_interruptbhalt@ldrpc,_prefetch_abortbhalt@ldrpc,_data_abortbhalt@ldrpc,_not_usedldrpc,_irqbhalt@ldrpc,_fiq_irq:.wordvector_irqvector_irq:ldrsp,=0x54000000@savelocationsublr,lr,#4stmdbsp!,{r0-r12,lr}bldo_irq@dealwithexception@backingoutldmiasp!,{r0-r12,pc}^reset:ldrr0,=0x70000000@Peripheralportbaseaddressorrr0,r0,#0x13mcrp15,0,r0,c15,c2,4@256Mldrr0,=0x7e004000@watchdogregisteraddressmovr1,#0x0strr1,[r0]@write0,disablewatchdogldrsp,=1024*8@setstack,notice:can'tlargerthan8Kblclock_init@systemclockinitialblsdram_init@sdraminitial/*relocation*/adrr0,_start@get_start'scurrentaddress:0ldrr1,=_start@_start'slinkaddressldrr2,=bss_start@bsssection'sbegininglinkaddresscmpr0,r1beqclean_bss
/*clearbsssection*/clean_bss:ldrr0,=bss_startldrr1,=bss_endmovr3,#0cmpr0,r1ldreqpc,=on_ddrclean_loop:strr3,[r0],#4cmpr0,r1bneclean_loopldrpc,=on_ddron_ddr:blirq_init@initialIRQldrpc,=mainhalt:bhalt
啟動代碼的一般流程如下:
. 硬件相關(guān)設(shè)置:把外設(shè)基地址告訴CPU(ARM11特用)
(分析:ldr r0, = 0x70000000 其中0x70000000是外設(shè)的基地址,從6410的datasheet的第二章存儲器映射一章可以找到
orr r0, r0, #0x13 指r0中的值是256,代表256M,這是ARM11規(guī)定的,具體在ARM11datasheet中)
. 關(guān)看門狗
(分析:ldr r0, = 0x7e004000 加載地址0x7e004000上的數(shù)據(jù)放入r0中
mov r1, #0x0
str r1, [r0] 將r1中的數(shù)據(jù)存儲到r0指向的存儲單元中——把看門狗寄存器寫0)
.設(shè)置堆棧(后面要調(diào)用c函數(shù),調(diào)用函數(shù)就要先設(shè)置棧,片內(nèi)8K內(nèi)存)
.初始化時鐘
.初始化SDRAM
.重定位
.清BSS段
.調(diào)用C函數(shù)
1.2 commom.h共用的頭文件
里面編寫了一些方便的函數(shù),都是對寄存器的某位或多位進行操作的函數(shù),縮短我們寫代碼的時間,下面貼出來,原理沒什么可講的,自己分析就知道了。
#ifndef__COMMON_H#define__COMMON_H#definevi*(volatileunsignedint*)#defineset_zero(addr,bit)((viaddr)&=(~(1<<(bit))))#defineset_one(addr,bit)((viaddr)|=(1<<(bit)))#defineset_bit(addr,bit,val)((viaddr)=((viaddr)&=(~(1<<(bit))))|((val)<<(bit)))#defineset_2bit(addr,bit,val)((viaddr)=((viaddr)&(~(3<<(bit))))|((val)<<(bit)))#defineset_nbit(addr,bit,len,val)((viaddr)=(((viaddr)&(~((((1<<(len))-1))<<(bit))))|((val)<<(bit))))#defineget_bit(addr,bit)(((viaddr)&(1<<(bit)))>0)#defineget_val(addr,val)((val)=viaddr)#defineread_val(addr)(vi(addr))#defineset_val(addr,val)((viaddr)=(val))#defineor_val(addr,val)((viaddr)|=(val))///////////////////////////////typedefunsignedcharu8;typedefunsignedshortu16;typedefunsignedintu32;//functiondeclareintdelay(int);#endif/*__COMMON_H*/
1.3 irq.c
這是一個中斷初始化和中斷處理函數(shù)文件。
下面對ARM異常進行介紹:
中斷也是異常的一種,ARM處理器用7中工作模式:
(1)用戶模式(user) usr 正常的執(zhí)行模式
(2)快速中斷模式(FIQ) fiq 高優(yōu)先級中斷產(chǎn)生進入的模式(高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)惹闆r使用)
(3)外部中斷模式(IRQ) irq 低優(yōu)先級中斷產(chǎn)生進入的模式(一般的外部中斷)
(4)特權(quán)模式(Superviser) svc 復(fù)位或軟中斷,供操作系統(tǒng)使用的保護模式
(5)數(shù)據(jù)訪問中止模式(Abort) abt 存取數(shù)據(jù)異常,用于虛擬存儲或存儲保護
(6)未定義指令模式(undefine)und 當(dāng)執(zhí)行未定義指令時進入的模式
(7)系統(tǒng)模式(system) sys 運行特權(quán)級操作系統(tǒng)任務(wù)
中斷過程:
(1)系統(tǒng)上電,CPU處于svc模式
(2)如果發(fā)生中斷,那么CPU進入IRQ模式;R13、R14切換到自己的R13、R14;跳到相應(yīng)的中斷向量地址
如何進行中斷編程?
(1)中斷初始化
a. 設(shè)置中斷源(也就是配置引腳模式)
b. 設(shè)置中斷控制器(參照6410datasheet中斷控制器一章)
c. 打開總中斷開關(guān)(設(shè)置CPSR)
1.4 regs.h
這是一個6410中聲明和定義寄存器的,需要哪個寄存器就在該文件當(dāng)中定義,在后面的文件當(dāng)中直接調(diào)用即可。
1.5 sdram.c
下面我們來看一下6410核心板DDR的原理圖
從圖中我們可以看到,該核心板有兩個DDR級聯(lián)而得,每個有16位,兩個一共32位。一個DDR有15根地址線,尋址空間為2^15=32K,參照K4X1G163