2021年09月16日 | s3c2440的2440init.s详解_补充

1.S3C2440支持两种启动方式：NAND FLASH和NOR FLASH。

网上有很多文章分析TQ2440的启动文件2440init.s。介绍的很详细，我这里只是把S3C2440上电后的程序流程描述下。

不管在哪种启动方式下，ARM上电启动都是从0X00000000开始运行。下面是复位程序入口。

AREA Init,CODE,READONLY

ENTRY

ResetEntry

b ResetHandler

……

ResetEntry的值在ARM上电运行时是0X00000000，在JTAG仿真时是0X30000000。这个值很关键，在拷贝程序时会用到。

从NAND FLASH启动时，在ARM上电时，ARM会自动把NAND FLASH前4K的内容拷贝到S3C2440内部SRAM中，同时把SRAM的地址映射到0X00000000。ARM上电后会从SRAM处开始运行。

从NOR FLASH启动时，因为NOR FLASH接在bank0。地址映射是0X00000000。所以ARM上电后直接运行NOR FLASH里的程序。此时S3C2440内部SRAM地址为0X40000000。

在ARM上电的情况下，流程如下：

1、 关闭看门狗，关闭所有中断。

2、 设置系统工作频率，FCLK,HCLK,PCLK,UCLK。

3、 初始化内存控制寄存器，初始化参数在段SMRDATA里定义。SDRAM初始化在这里处理。

4、 在开发板上电时，按住接在EINT0脚上的按键会清零64MSDRAM。

5、 初始化堆栈

6、 读OM0,OM1引脚状态，判断是从NAND FLASH启动还是从NOR FLASH启动。如果是从NAND FLASH启动，把NAND FLASH的代码拷贝到SDRAM中，接着程序开始在SDARM中运行。然后初始化数据段，最后跳转到main（）函数开始运行。

如果是从NOR FLASH启动，判断ResetEntry值和BaseOfROM值是否相等，BaseOfROM值是在ADS里定义的RO BASE,如果定义为0X30000000，因为ARM上电ResetEntry值为0，所以接下来程序会把NOR FLASH里的程序拷贝到SDRAM中。如果RO BASE定义为0，将直接在NOR FLASH里运行。然后初始化数据段，最后跳转到main（）函数开始运行。

2.现在，我们在ADS1.2中设为打断模式，并把ENDIAN_CHANGE设置FALSE设为TURE，现在问题就来了，请看下面的分析。

在编译程序时，根据ENTRY_BUS_WIDTH宏会将下面三条指令的之一放在0地址处

b   ChangeBigEndian    ;DCD 0xea000007

andeq   r14,r7,r0,lsl #20   ;DCD 0x0007ea00

streq   r0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea

其实这三条指令的功能都是一样，只是根据数据带宽调整了字节序，都是跳转到0x24处的ChangeBigEndian执行，ChangeBigEndian的作用就是通过协处理CP15中的寄存器C1来改变S3C2440的大小端模式。

先来看一下这三条指令。因为我们已经在ADS中设置为大端模式，所以这些指令是以大端模式进行编译的，而S3C2440此时还是小端模式，S3C2440怎么能执行大端模式下的指令呢，比如b   ChangeBigEndian     ;DCD 0xea000007？？？

原因如下：

如果一个基于 ARM 芯片将存储器系统配置为其中一种存储器格式（如小端） ，而实际连接的存储器系统配置为相反的格式（如大端） ，那么只有以字为单位的指令取指、数据装载和数据保存能够可靠实现。其它的存储器访问将出现不可预期的结果。也就就是说在32位模式下，大小端模式对指令取指、数据装载和数据保存没有影响。（注意：如果实际的存储器格式与芯片的存储器格式不符时，只有以字为单位的数据存取才正确，否则将出现不可预期的结果。）

b   ChangeBigEndian在大端模式下机器码是0xea000007，这是32位模式下，其四个字节从低到高分别是：07 00 00 ea。那没b   ChangeBigEndian这条指令在8位模式下，要被小端模式的S3C2440执行，就要人为的修改为0x070000ea。在存储器中存储的顺序：从低地址到高地址分别是 07 00 00 ea，S3C2440按小端模式取指令时，取得是0xea000007。

b   ChangeBigEndian这条指令在16位模式下，要被小端模式的S3C2440执行，就要人为的修改为 0x0007ea00。在存储器中存储的顺序：从低地址到高地址分别是 0007 ea00，S3C2440按小端模式取指令时，取得是0xea000007。

后面修改协处理CP15中的寄存器C1的代码时类似的。

3.2440支持IRQ(普通中断)和FIQ(快速中断)。2440有60个中断源，不支持中断嵌套。

CPU每执行一条指令都会检查CPSR寄存器，当发现I或F位被置1时，就进行中断处理。需要两次查表过程(为什么要查两次表??没有办法,ARM把所有的中断都归纳成一个IRQ中断异常和一个FIQ中断异常;第一次查表主要是查出是什么异常,可我们总要知道是这个中断异常中的什么中断呀!没办法还需要查第二次)。2410不支持中断嵌套，中断产生后处理器进入到IRQ模式，只有在等到这个中断处理完之后才能响应下一次中断。

如果同时产生多个中断，就涉及到了中断优先级的问题。

4.在中断向量表中不直接LDR PC,"异常地址".而是使用一个标号,然后再在后面使用DCD定义这个标号，其原因是：

LDR 指令只能跳到当前PC 4kB 范围内,而B 指令能跳转到32MB 范围,而现在这样在LDR PC, "xxxx"这条指令不远处用"xxxx"DCD 定义一个字,而这

个字里面存放最终异常服务程序的地址,这样可以实现4GB 全范围跳转。

5. init.s中直接上机器码了，看的头晕，股割一下原来发现是这样滴

在init.s文件中有以下几段代码:

[   ENTRY_BUS_WIDTH=32                        

        DCD 0xee110f10 ;0xee110f10   =>   mrc   p15,0,r0,c1,c0,0

        DCD 0xe3800080 ;0xe3800080   =>   orr   r0,r0,#0x80;     //Big-endian

        DCD 0xee010f10 ;0xee010f10   =>   mcr   p15,0,r0,c1,c0,0

]

[   ENTRY_BUS_WIDTH=16

        DCD   0x0f10ee11

        DCD   0x0080e380

        DCD   0x0f10ee01

]

[   ENTRY_BUS_WIDTH=8

        DCD   0x100f11ee

        DCD   0x800080e3

        DCD   0x100f01ee

        ]

DCD   0xffffffff     ;swinv   0xffffff   is   similar   with   NOP   and   run   well   in   both   endian   mode.  

DCD   0xffffffff

DCD   0xffffffff

DCD   0xffffffff

DCD   0xffffffff

b   ResetHandler

其中的0xee110f10为机器码并非汇编指令.汇编指令为 mrc   p15,0,r0,c1,c0,0.

以下为汇编的意思:

mrc p15,0,r0,c1,c0,0 //将c1读到r0

orr r0,r0,#0x80; //r0的第7位置1

mcr p15,0,r0,c1,c0,0 //将r0写到协处理器c1中

总的意思为:

如果总线是16位的就用ENTRY_BUS_WIDTH=16这个数据段来填充内存控制器寄存器。32位就用ENTRY_BUS_WIDTH=32数据段。

DCD   0xffffffff     这些只不过是NOP，在低对齐内存模式时用来填充的数据。

DCD指令用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化。DCD分配内存之后，将二进制代码存储到内存中，马上就被程序指针读取，所以就可以执行相应的汇编代码了。

6.执行adr r0,ResetEntry 后，r0 = PC - off_set，adr得到是相对地址而不是绝对地址。ResetEntry是整个程序的入口处，由链接器指定入口地址，如下图，ResetEntry=RO Base=0x3001_0000即|Image

RO

RO

Base|。当程序在SDRAM中运行时，当前PC=0x3001_0000+off_set，r0=0x3001_0000，当程序在Boot Internal SRAM运行时，由于程序是从0x0000_0000开始运行的，所以当前PC=0x0000_0000+off_set，即r0=0x0000_0000。所以可以通过 cmp r0,#0来判断程序是否运行在Boot Internal SRAM，如果是，则把NandFlash中的程序拷贝到SDRAM。

7.初始化完成的工作

8.copy_proc_beg语句这段程序的重点，这时候我们已经把所有的程序都复制到了SRAM中了，而在执行这条语句之前（包括这条语句）程序都是在Steppingstone中运行，那么接下来的程序是继续在Steppingstone中运行呢，还是在我们刚刚复制完程序的SRAM中运行呢？当然是在SRAM中运行！这样才能避免我们上面所提到的程序大于4k字节时遇到的问题。而如何从Steppingstone跳到SRAM呢？靠得就是这条语句——ldr  pc,  = copy_proc_beg，它把copy_proc_beg的绝对地址赋予pc，由于程序已经复制到了SRAM中，copy_proc_beg的绝对地址是在SRAM范围内，所以从这句代码以后，程序就开始到SRAM中执行了。在这句话之前的程序大小，我们是要控制在4k字节以内的，而这句代码以后，程序再大，也都会正常运行下去的。