MINI2440 QEMU 的 eCos 启动分析

1.总览一下eCos的启动方式  

eCos目前默认的启动方式有三种，RAM，ROM，ROMRAM。

RAM启动的意思就是直接在RAM中运行，这种方式一般用于调试，不做必要的硬件初始化。

ROM启动方式的意思是在ROM中直接运行，当然一定要支持XIP的NORFLASH才可以。

ROMRAM的启动方式的意思是，ROM中开始运行然后把所有的代码复制到RAM中继续运行。 

2.Mini2440 QEMU的启动方式的选择  

MINI2440中目前还没有实现NOR和NAND Flash，(虽然NAND的代码加了，但是里面注名工作不是很正常，我姑且认为不能用吧)

所以，我们必须在RAM中运行eCos，并且还要完成硬件的初始化任务，这也就有了接下来的一大串的问题。 

3.MINI2440 QEMU的启动方式分析  

我加点注视来解释下面的ROMRAM启动代码： 

// Create MMU tables

        RAW_LED_MACRO 3

        bl      hal_mmu_init

上面的语句会创建MMU页表，会把0x30000000映射到0地址，0地址映射到0x80000000

        RAW_LED_MACRO 4

        // Enable MMU

        ldr     r2,=10f

#ifdef CYG_HAL_STARTUP_ROMRAM

        ldr     r1,=__exception_handlers

        ldr r9,=0x80000000

        sub     r1,r2,r1

        add     r2,r9,r1        // r9 has ROM offset

这里比较重要，首先我们必须知道我们目前还运行在ROM中，经过这两条语句，我们可以确定r2里面存放的是10这个标号相对于

0x80000000的地址。

#endif        

        ldr        r1,=MMU_Control_Init|MMU_Control_M

        mcr        MMU_CP,0,r1,MMU_Control,c0

        mov        pc,r2    /* Change address spaces */

在这里我们看到，MMU被映射后我们把NOR的地址从0映射到了0x80000000,所以我们跳到R2时，就是MMU映射以后在NOR中

的运行效果。

        nop

        nop

        nop

10:

        RAW_LED_MACRO 5

#ifdef CYG_HAL_STARTUP_ROMRAM

        mov     r0,r9                     // Relocate FLASH/ROM to RAM

        ldr     r1,=__exception_handlers  // ram base & length

        ldr     r2,=__rom_data_end

20:     ldr     r3,[r0],#4

        str     r3,[r1],#4

        cmp     r1,r2

        bne     20b

        ldr     r0,=30f

        mov     pc,r0

这部分代码就比较简单，把ROM中的代码复制到RAM中，然后跳过去。

        nop

        nop

        nop

        nop

30:             

#endif 

4. vector的问题

现在来看我们的QEMU的启动，ecos的一个特点是运行位置只是相对于启动位置，所以无论怎样我们的代码第一条是可以在RAM中跑的。

所以我们让ROMRAM代码直接跑在RAM中可以做硬件的初始化。 

接下来的一个问题是，如何保证中断向量工作正常，我们再看两段ARM平台初始化的代码吧，（虽然比较枯燥）

这部分叫fix_vectors

.section '.fixed_vectors'

        // Interrupt/exception VSR pointers

        .globl  hal_vsr_table

hal_vsr_table:

        .rept   8               

        .long   0

        .endr

        .globl  hal_dram_size

hal_dram_size:  

        .long   0

// what, if anything, hal_dram_type means is up to the platform

        .globl  hal_dram_type

hal_dram_type:  

        .long   0 

这部分是vectors复制  

// Reset software interrupt pointer

        ldr     r0,=CYGHWR_HAL_VECTOR_TABLE_BASE           // move vectors

        ldr     r1,.__exception_handlers

#if defined(CYG_HAL_STARTUP_RAM) && /

    !defined(CYGDBG_HAL_DEBUG_GDB_INCLUDE_STUBS)

        cmp     r7,#CPSR_SUPERVISOR_MODE

        beq     10f

#endif

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_SWI_VECTOR_ADDR]   // software interrupt

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_SWI_VECTOR_ADDR]

10:

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_IRQ_VECTOR]   // IRQ

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_IRQ_VECTOR]

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_IRQ_VECTOR_ADDR]

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_IRQ_VECTOR_ADDR]

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_FIQ_VECTOR]   // FIQ

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_FIQ_VECTOR]

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_FIQ_VECTOR_ADDR]

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_FIQ_VECTOR_ADDR]

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_PREFETCH_VECTOR]   // abort (prefetch)

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_PREFETCH_VECTOR]

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_PREFETCH_VECTOR_ADDR]   

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_PREFETCH_VECTOR_ADDR]

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_ABORT_VECTOR]   // abort (data)

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_ABORT_VECTOR]

        ldr     r2,[r1,#HAL_ARM_ABORT_VECTOR_ADDR]

        str     r2,[r0,#HAL_ARM_ABORT_VECTOR_ADDR]

这个是link文件

#include

MEMORY

{

    ram  : ORIGIN = 0, LENGTH = 0x8000000

    sram : ORIGIN = 0x40000000, LENGTH = 0x1000

}

SECTIONS

{

    SECTIONS_BEGIN

    SECTION_fixed_vectors (ram, 0x20, LMA_EQ_VMA)

    SECTION_rom_vectors (ram, 0x8000, LMA_EQ_VMA)

    SECTION_RELOCS (ram, ALIGN (0x1), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_text (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_fini (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_rodata (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_rodata1 (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_got (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_fixup (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_gcc_except_table (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_data (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    SECTION_bss (ram, ALIGN (0x4), LMA_EQ_VMA)

    CYG_LABEL_DEFN(__heap1) = ALIGN (0x8);

    SECTIONS_END

} 

看到了吧，在我们的RAM中留了一块空地叫fix_vector，我们在启动的时候可以把vector复制过去，然后mmu_init以后

这部分刚好满足ARM920T的中断向量地址。庆幸吧，没修改这里就能用了 。 

5.代码复制的问题

最后一个问题是，既然我们本来就在RAM中，我们就不用在做代码复制和NOR重新映射了，我们只要定义新的QEMU启动方式就可以旁路掉

这两部分代码了。 

最后只要QEMU运行的时候加载elf格式的文件到0x30000000就可以正常的运行代码了。