S3C2440学习笔记一（系统频率以及一些入门级问题）

①MPLL和UPLL有何不同？

对于MPLL使用到MPLLCON,而UPLL使用到UPLLCON寄存器，同属于时钟电源管理单元。MPLLCON地址是0X4C000004，UPLL地址是0X4C000008。MPLL用于CPU及其他外围器件，这里把他理解成单片机的主频就对了，UPLL用于USB。产生FCLK,HCLK,PCLK三种频率。

CLKDIVN时钟分配控制寄存器，地址是0X4C000014,对FCLK分频给UCLK,PCLK，不分频或2分频，CAMDIVN照相机时钟分配寄存器，地址是0X4C000018，也是做一个时钟分配。

②2440slib.s中出现mrc,bic,mcr,MOV_PC_LR是什么意思，有什么资料学习和研究？

前面三条是属于嵌入式汇编指令，

MRC 指令的格式为：MRC{条件} 协处理器编码，协处理器操作码1，目的寄存器，源寄存器1，源寄存器2，协处理器操作码2。
MRC 指令用于将协处理器寄存器中的数据传送到ARM 处理器寄存器中,若协处理器不能成功完成操作，则产生未定义指令异常。其中协处理器操作码1和协处理器操作码2 为协处理器将要执行的操作，目的寄存器为ARM 处理器的寄存器，源寄存器1 和源寄存器2 均为协处理器的寄存器。  
指令示例： 
MRC P3 ， 3 ， R0 ， C4 ， C5 ， 6 ；该指令将协处理器 P3 的寄存器中的数据传送到 ARM 处理器寄存器中.

MCR 指令的格式为： MCR{条件} 协处理器编码，协处理器操作码1，源寄存器，目的寄存器1，目的寄存器2，协处理器操作码2。 
MCR 指令用于将ARM 处理器寄存器中的数据传送到协处理器寄存器中,若协处理器不能成功完成操作，则产生未定义指令异常。其中协处理器操作码1 和协处理器操作码2为协处理器将要执行的操作，源寄存器为ARM 处理器的寄存器，目的寄存器1 和目的寄存器2 均为协处理器的寄存器。 

指令示例： 
MCR P3 ， 3 ， R0 ， C4 ， C5 ， 6 ；该指令将 ARM 处理器寄存器 R0 中的数据传送到协处理器 P3 的寄存器 C4 和 C5 中。

 

CP15寄存器图概述

CP15定义了16个寄存器。CP15的寄存器图如下表所示

a.在位置0可以访问两个寄存器。具体访问哪一个寄存器取决于第二个操作码的值。

b.分指令寄存器和数据寄存器

Unpredictable(UNP)：从这个地方读出的值可以是任意的

Should be zero(SBZ)：往这个地方写入的时候，这个域的所有位都应该清0

只能在特权模式下使用MRC和MCR指令访问CP15的寄存器。MCR和MRC的指令位模式如下：

 它们的汇编代码为：MCR/MRC{cond} p15,opcode_1,Rd,CRn,CRm,opcode_2

cond是条件码，bit20是L位，如果L=1就表示Load，从外面读到CPU核中，也就是MRC指令，如果L=0就表示Store，也就是MCR指令。[11：8]这四个位是协处理器编号，CP15编号是15，因此是4个1。CRn是CP15寄存器编号，Rd是CPU核寄存器编号，各占4位。对于CP15协处理器，规定opcod1应该为0，opcode2和CRm是指令的选项，具体含义取决于不同的寄存器。

寄存器0，ID编码寄存器

这是一个用于返回设备ID编码的只读寄存器

你可以通过将opcode2设置为除1以外的值来访问CP15的ID编码寄存器R0（CRm此时应置为0）。例如：

MRC p15,0,Rd,c0,c0,0　　;返回ID寄存器的值

寄存器0，缓存类型寄存器

这是一个只读寄存器，它包含了缓存的架构和大小的信息，这就允许操作系统来确定要如何执行诸如清理缓存和锁定缓存的操作。所有ARMv4T版本及以后的带缓存处理器都包含这个寄存器，允许实时操作系统的厂商生产他们的操作系统的试验版本。

你可以通过将opcode_2设置为1来访问CP15的缓存类型寄存器R0。如：

MRC p15,0,Rd,c0,c0,1　　;返回关于缓存的详细信息

还有一个bic是清除指令，BIC―――――位清除指令指令格式：

BIC{cond}{S} Rd,Rn,operand2

BIC指令将Rn 的值与操作数operand2 的反码按位逻辑”与”，结果存放到目的寄存器Rd中。指令示例：BIC R0,R0,#0x0F ；将R0最低4位清零，其余位不变。

最后还有一个MOV_PC_LR，这个是用于子程序返回，代码分析（这是自己在总结，将别人的东西通过归纳整理和分析）：

                              MACRO                               //这个是宏定义的关键字

               MOV_PC_LR      //作用是子程序返回

                              [ THUMBCODE  

                   bx lr               //当目标程序是Thumb时，就要用BX跳转返回，并转换模式

                              |

                   mov               pc,lr        //目标程序是ARM指令集，直接把lr赋给pc就可以了，是直接处理的（这个要查THUMB指令集）。

                              ]

               MEND //宏定义的结束标志

③Main函数带了两个参数，有何不同，分别有什么用？

int Main(int argc, char **argv)；这个语句是常用的程序开始接口函数，前面的int表示返回的类型，至于Main是经过启动引导的一个标记，可以对应的修改。至于里面的两个参数，argc的值表示后面argv数组传递了几个参数，可以使argv[0]、argv[1]...。

④对于GPIO如何控制，IO有多少功能？

大致有三个寄存器，拿portB口来说吧，GPBCON用来控制整个B口的功能，GPBDAT用来确定是高电平还是低电平，GPBUP就是要不要选择上拉。第二第三功能后面再说。

⑤什么是协处理器？

协处理器，一种芯片，用于减轻系统微处理器的特定处理任务。超级CPU,PC机一般没有协处理器，速度快乐，不需要帮忙了，ARM微处理器指令包括5条：一 CDP协处理器数操作指令，二 LDC协处理器数据加载指令，三 STC协处理器存储指令，四 MCR ARM处理器寄存器到协处理器的数据传送指令，五MRC协处理器寄存器到ARM处理器寄存器的数据传送指令。arm920T协处理器CP15。

⑥什么是影子寄存器？

所有的影子寄存器都是一个实际存在的物理寄存器，通过引入影子寄存器，指令可以重复使用相同的寄存器编码，但是在不同模式下，这些编码对应不同的物理寄存器。引入影子寄存器的另外一个目的是当中断或异常产生时，CPU会将当前“CPU的状态”保存在影子寄存器中。从CPU角度看，它的“状态”包括：　（1） PC（也就是R15）值　（2） CPSR的值。您也许认为R0等通用寄存器也是状态，从某种意义上说您是对的。但是那些不是“CPU的状态”，它们是“应用的状态”。当中断或异常产生后，CPU并不关心它们，CPU只是：（1） PC值被保存在当前模式下的R14中　（2）CPSR值被保存在当前模式下的影子寄存器中

　　保存CPU的状态是一种廉价的操作，但是要保存应用的状态可就很昂贵了，因为至少有13个寄存器(R0 ~ R12)需要保存，为了加快这种操作，ARM的内存访问指令可以将一组寄存器的内容保存到内存中，反之亦然。（后面复习时再彻底分析）

⑦THUMB指令如何对使PC工作？

原来ARM指令集是32位的，然而也兼容16位的THUMB指令集，Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，是针对代码密度问题而提出的，它具有16位的代码宽度。当处理器在执行ARM程序段时，称ARM处理器处于ARM工作状态，当处理器在执行Thumb程序段时，称ARM处理器处于Thumb工作状态。Thumb指令集并没有改变ARM体系底层的编程模型，只是在该模型上增加了一些限制条件，只要遵循一定的调用规则，Thumb子程序和ARM子程序就可以互相调用。Thumb指令与ARM指令的时间效率和空间效率关系为：

l  Thumb代码所需的存储空间约为ARM代码的60％～70％。

l  Thumb代码使用的指令数比ARM代码多约30％～40％。

l  若使用32位的存储器，ARM代码比Thumb代码快约40％。

l  若使用16位的存储器，Thumb代码比ARM代码快约40％～50％。

l  与ARM代码相比较，使用Thumb代码，存储器的功耗会降低约30％。

显然，ARM指令集和Thumb指令集各有其优点，若对系统的性能有较高要求，应使用32位的存储系统和ARM指令集，若对系统的成本及功耗有较高要求，则应使用16位的存储系统和Thumb指令集。当然，若两者结合使用，充分发挥其各自的优点，会取得更好的效果。

⑧留给后面的问题：一程序是如何编译的，②程序是如何变成机器码或者二进制代码，如何烧录到目标板的，三硬件是根据内部电路和储存电荷跑起来的，四程序是如何编译和连接的，五ucos-II和linux有何不同，两种有何优劣。