S3C2416裸機(jī)開(kāi)發(fā)系列三_啟動(dòng)代碼以及流水燈c代碼
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啟動(dòng)代碼是處理器上電復(fù)位后最先運(yùn)行的一段代碼。主要是用來(lái)把處理器初始化到一個(gè)確定的狀態(tài),為c運(yùn)行環(huán)境作好準(zhǔn)備。如設(shè)置異常向量表,初始化系統(tǒng)時(shí)鐘,初始化外部?jī)?nèi)存,把用戶(hù)代碼拷貝到外部?jī)?nèi)存,初始化棧,清0全局變量區(qū),靜態(tài)變量區(qū)等。與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分,只能用匯編來(lái)寫(xiě)。由于S3C2416/50/51目前在各個(gè)編譯器中都還沒(méi)有啟動(dòng)代碼文件,因此筆者在MDK下主要參考S3C2440的啟動(dòng)代碼來(lái)寫(xiě)一個(gè)S3C2416的啟動(dòng)代碼。
1. 啟動(dòng)代碼流程啟動(dòng)代碼的內(nèi)容,順序等都沒(méi)有特定的要求,只要能達(dá)到初始化c運(yùn)行環(huán)境即可。這里筆者說(shuō)明一下,編寫(xiě)的啟動(dòng)代碼應(yīng)該是地址無(wú)關(guān)的,即鏈接到任存儲(chǔ)器地址都是可以運(yùn)行的。如S3C2416在nand boot/Norboot時(shí)用戶(hù)的第一條代碼是在0x0處執(zhí)行的,而在IROM boot時(shí),用戶(hù)的第一條代碼是在0x40000000處執(zhí)行的,啟動(dòng)代碼對(duì)不同的啟動(dòng)模式都是要能正確運(yùn)行的。此外,啟動(dòng)代碼文件內(nèi)容應(yīng)該是板級(jí)無(wú)關(guān)的,不同的開(kāi)發(fā)板,只要是同一處理器(S3C2416/50/51),啟動(dòng)代碼文件都是適用的。即板級(jí)的代碼如GPIO口的初始化不適合放在啟動(dòng)代碼中實(shí)現(xiàn)。此處筆者只以筆者的啟動(dòng)代碼思路來(lái)作講解。
1.1. 異常向量表處理器在上電復(fù)位完成后,第一條代碼進(jìn)入的是異常向量表中對(duì)應(yīng)的復(fù)位向量地址。對(duì)于arm,這個(gè)異常向量表的地址通常是0x00000000偏移處,如發(fā)生復(fù)位,則arm進(jìn)入0x0處的復(fù)位向量地址,發(fā)生IRQ中斷則進(jìn)入0x18處的IRQ異常向量地址。異常向量表就是用來(lái)記錄各個(gè)異常進(jìn)入時(shí)的代碼處理位置。
1.2. 關(guān)看門(mén)狗復(fù)位代碼最先做的事應(yīng)該是關(guān)看門(mén)狗,因?yàn)槿绻撮T(mén)狗打開(kāi)的話(huà),在啟動(dòng)代碼進(jìn)行初始化過(guò)程中是無(wú)法喂狗的,可能造成處理器一直不停復(fù)位。
1.3. 關(guān)閉所有中斷啟動(dòng)代碼未完成時(shí),各個(gè)狀態(tài)都還不是確定的,如果有中斷打開(kāi)并引起中斷異常,可能造成代碼跑飛。
1.4. 初始化系統(tǒng)時(shí)鐘一般來(lái)說(shuō),處理器復(fù)位后都是運(yùn)行在一個(gè)較低速的時(shí)鐘下,為加快啟動(dòng),通常盡可能快地設(shè)置處理器的各個(gè)時(shí)鐘。
1.5. 初始化外部?jī)?nèi)存除了Nor flash可以直接執(zhí)行代碼外,其它的代碼存儲(chǔ)器如nand flash、sd/mmc都是不能直接執(zhí)行代碼的。因此需要初始化外部?jī)?nèi)存,用來(lái)存儲(chǔ)代碼,變量。(本章節(jié)為避免復(fù)雜化,暫時(shí)不講解,注釋掉調(diào)用DDR2的初始化及用戶(hù)代碼的搬移)
1.6. 用戶(hù)代碼拷貝到外部?jī)?nèi)存對(duì)于代碼存儲(chǔ)在nand、sd/mmc等不能直接執(zhí)行代碼的存儲(chǔ)器,初始代碼是一定需要把用戶(hù)代碼從這些設(shè)備讀入到特定的內(nèi)存中執(zhí)行的。而對(duì)于Nor flash可直接執(zhí)行代碼的存儲(chǔ)器,通常為了提高性能,也是會(huì)把代碼從Nor flash讀出,在內(nèi)存中執(zhí)行的。
1.7. MMU初始化MMU的初始化不總是必須的,主要是為提高性能,開(kāi)D-cache必須開(kāi)MMU。如果是IROM SD/MMC或IROM NAND方式運(yùn)行代碼,用到了中斷,則也必須開(kāi)MMU,因?yàn)镮ROM啟動(dòng)在0x0地址處為IROM固化代碼,需要對(duì)中斷向量表重新映射到RAM。(本章節(jié)為避免復(fù)雜化,暫時(shí)不講解,注釋掉MMU的初始化)
1.8. 初始化棧不管是用匯編還是用c編寫(xiě)代碼,棧是一定要分配及初始化的。arm7/arm9有七種工作模式,每種模式的棧均應(yīng)該設(shè)置,最后是進(jìn)入用戶(hù)模式。
1.9. 跳轉(zhuǎn)到c入口進(jìn)入c入口之前是需要初始化c環(huán)境的,如清0全局變量、靜態(tài)變量區(qū)等。此處為保持跟MDK的其它arm啟動(dòng)代碼一致,直接跳轉(zhuǎn)到__main,利用編譯器的庫(kù)函數(shù)來(lái)完成c環(huán)境的初始化,最后才是真正的用戶(hù)main函數(shù)。啟動(dòng)代碼完成后,最后是用絕對(duì)地址來(lái)跳轉(zhuǎn)到c入口__main的。
2. 啟動(dòng)代碼的實(shí)現(xiàn)筆者對(duì)啟動(dòng)代碼都是有一定的注釋?zhuān)行┘拇嫫鞯脑O(shè)置是需要參考芯片數(shù)據(jù)手冊(cè),S3C2416數(shù)據(jù)手冊(cè),arm架構(gòu)以及匯編語(yǔ)法學(xué)習(xí)筆者在之前的文章已給出相關(guān)資料的鏈接,歡迎下載學(xué)習(xí)。只要加入了啟動(dòng)代碼,就可以任意用c語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)S3C2416了。
;/*******************************************************/
;/* s3c2416.s: start code forsamsung s3c2416/50/51(arm9) */
;/********************************************************/
; Clock setting(External Crystal12M):
; MPLLCLK = 800M, EPLLCLK = 96M
; ARMCLK = 400M, HCLK = 133M
; DDRCLK = 266M, SSMCCLK = 66M,PCLK = 66M
; HSMMC1 = 24M
; Standard definitions of Mode bitsand Interrupt (I & F) flags in PSRs
Mode_USR EQU0x10
Mode_FIQ EQU0x11
Mode_IRQ EQU0x12
Mode_SVC EQU0x13
Mode_ABT EQU0x17
Mode_UND EQU0x1B
Mode_SYS EQU0x1F
; when I bit is set, IRQ isdisabled
I_Bit EQU 0x80
; when F bit is set, FIQ isdisabled
F_Bit EQU 0x40
; Stack Configuration
UND_Stack_Size EQU0x00000020
SVC_Stack_Size EQU0x00000020
ABT_Stack_Size EQU0x00000020
FIQ_Stack_Size EQU0x00000100
IRQ_Stack_Size EQU0x00000400
USR_Stack_Size EQU0x00001000
ISR_Stack_Size EQU(UND_Stack_Size + SVC_Stack_Size +
ABT_Stack_Size+ FIQ_Stack_Size +
IRQ_Stack_Size)
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem SPACEUSR_Stack_Size
__initial_sp SPACE ISR_Stack_Size
Stack_Top
; Heap Configuration
Heap_Size EQU0x00000200
AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
Heap_Mem SPACEHeap_Size
__heap_limit
; Internal Memory Base Addresses
IRAM_BASE EQU0x40000000
; Watchdog Timer Base Address
WT_BASE EQU0x53000000
; Interrupt Register Base Address
INT_BASE EQU 0x4A000000
INTMSK1_OFS EQU 0x08
INTSUBMSK_OFS EQU 0x1C
INTMSK2_OFS EQU 0x48
; Clock Base Address
CLOCK_BASE EQU 0x4C000000
LOCKCON0_OFS EQU 0x00
LOCKCON1_OFS EQU 0x04
MPLLCON_OFS EQU 0x10
EPLLCON_OFS EQU 0x18
CLKSRC_OFS EQU 0x20
CLKDIV0_OFS EQU 0x24
CLKDIV1_OFS EQU 0x28
CLKDIV2_OFS EQU 0x2C
;----------------------- CODE-------------------------------------------
PRESERVE8
;Area Definition and Entry Point
;Startup Code must be linked first at Address at which it expects to run.
AREA RESET, CODE, READONLY
; ENTRY