2020年01月09日 | S3C2410 bootloader ----VIVI阅读笔记

首先在移植前应该熟悉了解vivi的架构,启动过程,了解了原理性的东西之后,再去做移植比较好吧,我也新手进来公司的第1件事就是弄VIVI, 不过我是剪裁,移植主要部分是改bootload分区和kernel MTD分区，保证一致,其他的记不得了,GOOGLE里有非常丰富的关于vivi -0.1.4到s3c2410移植或者启动过程分析的资料. 

S3C2410 bootloader ----VIVI阅读笔记 (转)上 
2007-06-14 13:06 
建议读一读《嵌入式系统Boot Loader技术内幕》(詹荣开著)，google一下就会找到一片。什么是Bootloader就不再这里废话了，看看上面的文章就明了了。 Bootloader有很多种，如本文将要阅读的vivi，除此之外还有uboot，redboot，lilo等等。Vivi 是韩国mizi公司专门为三星s3c2410芯片设计的Bootloader。 
先来看看vivi的源码树： 
vivi-+-arch-+-s3c2410 
|-Documentation 
|-drivers-+-serial 
|             ‘-mtd-+-maps 
|                    |-nor 
|                    ‘-nand 
|-include-+-platform 
|             |-mtd 
|             ‘-proc 
|-init 
|-lib-+-priv_data 
|-scripts-+-lxdialog 
|-test 
|-util 
可以google一下，搜到源码vivi.tar.gz。 
前面提到的文件已经系统的分析了bootloader的，这里就按源代码来具体说事。vivi也可以分为2个阶段，阶段1的代码在arch/s3c2410/head.S中，阶段2的代码从init/main.c的main函数开始。 

阶段1 
阶段1从程序arch/s3c2410/head.S开始，按照head.S的代码执行顺序，一次完成了下面几个任务： 
1、关WATCH DOG (disable watch dog timer) 
上电后，WATCH DOG默认是开着的 
2、禁止所有中断 (disable all interrupts) 
vivi中不会用到中断，中断是系统的事，bootloader可不能去干这事的(不过这段代码实在多余，上电后中断默认是关闭的) 
3、初始化系统时钟(initialise system clocks) 
启动MPLL，FCLK=200MHz，HCLK=100MHz，PCLK=50MHz，“CPU bus mode”改为“Asynchronous bus mode”。 
4、初始化内存控制寄存器(memsetup) 
S3c2410共有15个寄存器，在此开始初始化13个寄存器。 
5、检查是否从掉电模式唤醒(Check if this is a wake-up from sleep) 
若是，则调用WakeupStart函数进行处理。 
6、点亮所有LED (All LED on) 
点一下灯，通知外面的同志，告诉他们有情况发生。 
7、初始化UART0 (set GPIO for UART & InitUART) 
a．设置GPIO，选择UART0使用的引脚 
b．初始化UART0，设置工作方式（使用FIFO）、波特率115200 8N1、无流控等。这可是使用串口与s3c2410通信的条件啊，在终端也要如此设置。 
8、跳到内存测试函数(simple memory test to find some DRAM flaults) 
当然要定义了CONFIG_BOOTUP_MEMTEST这个参数才会跳到内存测试。 
9、如果定义了以Nand flash方式启动(#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT)，则此时要将vivi所有代码(包括阶段1和阶段2)从Nand flash复制到SDRAM中（因为在Nand flash中是不能执行程序的，它只能做为程序和数据的存储器，而Nor flash可就不同了，Nor flash可以执行程序，但贵是它发展得瓶颈）： 
a．设置nand flash控制寄存器 
b．设置堆栈指针 
c．设置即将调用的函数nand_read_ll的参数：r0=目的地址(SDRAM的地址)，r1=源地址(nand flash的地址)，r2=复制的长度(以字节为单位) 
d．调用nand_read_ll进行复制 
10、跳到bootloader的阶段2运行，亦即调用init/main.c中的main函数(get read to call C functions) 
a．重新设置堆栈 
b．设置main函数的参数 
c．调用main函数 
head.S有900多行，都是些arm汇编，看的云山雾罩，汇编看来是忘的差不多了，所以这部分代码也看的相当糙，只知道大概在干什么，至于个中缘由就不是很了解。先学学arm汇编再回来看。 
阶段2 
从init/main.c中的main函数开始，终于步入C语言的世界了。Main函数总共有8步（8 steps），先看看源代码： 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
          int ret; 
/* 
          * Step 1: 
          */ 
          putstr("rn"); 
          putstr(vivi_banner);      //vivi_banner是vivi执行开始的显示信息，vivi_banner在文件version.c中定义 
          reset_handler(); 
          /* 
           * Step 2: 
           */ 
          ret = board_init(); 
          if (ret) { 
                  putstr("Failed a board_init() procedurern"); 
                  error(); 
          } 
          /* 
           * Step 3: 
           */ 
          mem_map_init(); 
          mmu_init(); 
          putstr("Succeed memory mapping.rn"); 
          /* 
           * Now, vivi is running on the ram. MMU is enabled. 
           * Step 4: 
       */ 
          /* initialize the heap area*/ 
          ret = heap_init(); 
          if (ret) { 
                  putstr("Failed initailizing heap regionrn"); 
                  error(); 
          } 
          /* Step 5: 
           * MTD 
           */ 
          ret = mtd_dev_init(); 
          /* Step 6: 
           */ 
          init_priv_data(); 
          /* Step 7: 
*/ 
          misc(); 
          init_builtin_cmds(); 
          /* Step 8: 
           */ 
          boot_or_vivi(); 
          return 0; 
} 
下面按照上面的步骤逐步来分析一下。 
1、Step 1：reset_handler() 
reset_handler用于将内存清零，代码在lib/reset_handle.c中。 
1    void 
2    reset_handler(void) 
3    { 
4        int pressed; 
5        pressed = is_pressed_pw_btn();    /*判断是硬件复位还是软件复位*/ 
6        if (pressed == PWBT_PRESS_LEVEL) { 
7            DPRINTK("HARD RESETrn"); 
8            hard_reset_handle();          /*调用clear_mem对SDRAM清0*/ 
9        } else { 
10           DPRINTK("SOFT RESETrn"); 
11           soft_reset_handle();          /*此函数为空*/ 
12       } 
13    } 
      在上电后，reset_handler调用第8行的hard_reset_handle()，此函数在lib/reset_handle.c中： 
[main(int argc, char *argv[]) -> reset_handler() -> hard_reset_handle()] 
1    static void 
2    hard_reset_handle(void) 
3    { 
4    #if 0 
5        clear_mem((unsigned long)(DRAM_BASE + VIVI_RAM_ABS_POS),  
6        (unsigned long)(DRAM_SIZE - VIVI_RAM_ABS_POS)); 
7    #endif 
/*lib/memory.c,将起始地址为USER_RAM_BASE，长度为USER_RAM_SIZE的内存清0*/ 
8     clear_mem((unsigned long)USER_RAM_BASE, (unsigned long) USER_RAM_SIZE); 
9    } 
2、Step 2：board_init()      
board_init调用2个函数用于初始化定时器和设置各GPIO引脚功能，代码在arch/s3c2410/smdk.c中： 
[main(int argc, char *argv[]) > board_init()] 
1    int board_init(void) 
2    { 
3        init_time();    /*arch/s3c2410/proc.c*/ 
4        set_gpios();    /*arch/s3c2410/smdk.c */ 
5        return 0; 
6    } 
init_time() 这个函数对寄存器进行了简单的操作： 
void init_time(void) 
{ 
          TCFG0 = (TCFG0_DZONE(0) | TCFG0_PRE1(15) | TCFG0_PRE0(0)); 
          /*s3c2410 data sheet P298*/ 
          /*TCFG0 = 0 | 0xf00 | 0 */ 
} 
寄存器TCFG0由三部分组成，prescaler0,prescaler1,deadzone和reserve四部分，前三部分分别对应 TCFG0_PRE0、TCFG0_PRE1、TCFG0_DZONE，TCFG0_PRE0(0)实际值为0x00，TCFG0_PRE1(15)实际值为0x0f00，而TCFG0_DZONE(0)实际值为 0x000000。实际中，vivi并未使用定时器，这个函数就可以忽略。set_gpios()用于选择GPA至GPH端口各引脚的功能及是否使用各引脚的内部上拉电阻，并设置外部中断源寄存器EXTINT0-2(vivi中未使用外部中断)。 
1          void set_gpios(void) 
2          { 
3                  GPACON    = vGPACON; 
4                  GPBCON    = vGPBCON; 
5                  GPBUP     = vGPBUP; 
6                  GPCCON    = vGPCCON; 
7                  GPCUP     = vGPCUP; 
8                  GPDCON    = vGPDCON; 
9                  GPDUP     = vGPDUP; 
10                  GPECON    = vGPECON; 
11                  GPEUP     = vGPEUP; 
12                  GPFCON    = vGPFCON; 
13                  GPFUP     = vGPFUP; 
14                  GPGCON    = vGPGCON; 
15                  GPGUP     = vGPGUP; 
16                  GPHCON    = vGPHCON; 
17                  GPHUP     = vGPHUP; 
18                  EXTINT0 = vEXTINT0; 
19                  EXTINT1 = vEXTINT1; 
20                  EXTINT2 = vEXTINT2; 
21          } 
          以第三行为例，vGPACON的值为0x007fffff，查找s3c2410用户手册可知，该参数将GPACON的23位全部置1。各位功能需察看s3c2410用户手册 
3、Step 3：建立页表和启动MMU 
            mem_map_init(); 
mmu_init(); 
mem_map_init函数用于建立页表，vivi使用段式页表，只需要一级页表。它调用3个函数，代码在arch/s3c2410/mmu.c中： 
[main(int argc, char *argv[]) > mem_map_init(void)] 
1          void mem_map_init(void) 
2          { 
3          #ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT          
/*CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT = y ，在文件include/autoconf.h中定义*/ 
4                  mem_map_nand_boot();       
/* 最终调用mem_mepping_linear, 建立页表 */ 
5          #else 
6                  mem_map_nor(); 
7          #endif 
8                  cache_clean_invalidate();/* 清空cache,使无效cache */   
9                  tlb_invalidate();          /* 使无效快表TLB */ 
10          } 
第9、10行的两个函数可以不用管它，他们做的事情在下面的mmu_init函数里又重复了一遍。对于本开发板，在.config中定义了 CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT。mem_map_nand_boot()函数调用mem_mapping_linear()函数来最终完成建立页表的工作。页表存放在SDRAM物理地址0x33dfc000开始处，共16K：一个页表项4字节，共有4096个页表项；每个页表项对应 1M地址空间，共4G。mem_map_init先将4G虚拟地址映射到相同的物理地址上，NCNB(不使用cache，不使用write buffer)——这样，对寄存器的操作跟未启动MMU时是一样的；再将SDRAM对应的64M空间的页表项修改为使用cache。 mem_mapping_linear函数的代码在arch/s3c2410/mmu.c中： 
[main(int argc, char *argv[]) > mem_map_init(void) > mem_map_nand_boot( ) > mem_mapping_linear(void)]