一、 裸機(jī)程序的構(gòu)成

1. 基本的裸機(jī)程序由啟動(dòng)代碼和C函數(shù)文件構(gòu)成。而啟動(dòng)代碼包括：硬件設(shè)備初始化、調(diào)用C函數(shù)。

本次分析中代碼文件有：

start.S 啟動(dòng)代碼，都是匯編寫(xiě)的

commom.h 一些通用的函數(shù)，比如設(shè)置某寄存器的某位為1或0

irq.c 中斷初始化，中斷處理等

regs.h 6410的寄存器地址，需要哪些寄存器可以在本文件中聲明和定義

sdram.c 有關(guān)sdram的一些操作，如sdram初始化等

time.c 系統(tǒng)時(shí)鐘的有關(guān)設(shè)置，如PLLclock等

led.c 這個(gè)就是主函數(shù)了，主程序就在這里編寫(xiě)，本次只是演示，控制開(kāi)發(fā)板的led燈循環(huán)點(diǎn)亮，也就是流水燈

led.lds 該文件為鏈接腳本，描述了各個(gè)輸入文件的各個(gè)section如何映射到輸出文件的各section中，并控制輸出文件中section和符號(hào)的內(nèi)存布局。

Makefile 這個(gè)文件就不用說(shuō)了吧。。。

1.1 學(xué)習(xí)啟動(dòng)代碼有助于我們以后開(kāi)發(fā)uboot，uboot的啟動(dòng)代碼跟裸機(jī)的差不多。

下面把start.S代碼貼出來(lái)，其中代碼中也有注釋。

@**************************************@File:start.S@Function:cpuinitialandjumptocprogram@author:lixiaoming@time:2012/7/2721:40@**************************************.externmain.text.global_start_start:breset@whenreset,cpujumpto0addressbhalt@ldrpc,_undefined_instructionbhalt@ldrpc,_software_interruptbhalt@ldrpc,_prefetch_abortbhalt@ldrpc,_data_abortbhalt@ldrpc,_not_usedldrpc,_irqbhalt@ldrpc,_fiq_irq:.wordvector_irqvector_irq:ldrsp,=0x54000000@savelocationsublr,lr,#4stmdbsp!,{r0-r12,lr}bldo_irq@dealwithexception@backingoutldmiasp!,{r0-r12,pc}^reset:ldrr0,=0x70000000@Peripheralportbaseaddressorrr0,r0,#0x13mcrp15,0,r0,c15,c2,4@256Mldrr0,=0x7e004000@watchdogregisteraddressmovr1,#0x0strr1,[r0]@write0,disablewatchdogldrsp,=1024*8@setstack,notice:can'tlargerthan8Kblclock_init@systemclockinitialblsdram_init@sdraminitial/*relocation*/adrr0,_start@get_start'scurrentaddress:0ldrr1,=_start@_start'slinkaddressldrr2,=bss_start@bsssection'sbegininglinkaddresscmpr0,r1beqclean_bss

/*clearbsssection*/clean_bss:ldrr0,=bss_startldrr1,=bss_endmovr3,#0cmpr0,r1ldreqpc,=on_ddrclean_loop:strr3,[r0],#4cmpr0,r1bneclean_loopldrpc,=on_ddron_ddr:blirq_init@initialIRQldrpc,=mainhalt:bhalt

啟動(dòng)代碼的一般流程如下：

. 硬件相關(guān)設(shè)置：把外設(shè)基地址告訴CPU（ARM11特用）

（分析：ldr r0, = 0x70000000 其中0x70000000是外設(shè)的基地址，從6410的datasheet的第二章存儲(chǔ)器映射一章可以找到

orr r0, r0, #0x13 指r0中的值是256，代表256M，這是ARM11規(guī)定的，具體在ARM11datasheet中）

. 關(guān)看門(mén)狗

（分析：ldr r0, = 0x7e004000 加載地址0x7e004000上的數(shù)據(jù)放入r0中

mov r1, #0x0

str r1, [r0] 將r1中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到r0指向的存儲(chǔ)單元中——把看門(mén)狗寄存器寫(xiě)0）

.設(shè)置堆棧（后面要調(diào)用c函數(shù)，調(diào)用函數(shù)就要先設(shè)置棧，片內(nèi)8K內(nèi)存）

.初始化時(shí)鐘

.初始化SDRAM

.重定位

.清BSS段

.調(diào)用C函數(shù)

1.2 commom.h共用的頭文件

里面編寫(xiě)了一些方便的函數(shù)，都是對(duì)寄存器的某位或多位進(jìn)行操作的函數(shù)，縮短我們寫(xiě)代碼的時(shí)間，下面貼出來(lái)，原理沒(méi)什么可講的，自己分析就知道了。

#ifndef__COMMON_H#define__COMMON_H#definevi*(volatileunsignedint*)#defineset_zero(addr,bit)((viaddr)&=(~(1<<(bit))))#defineset_one(addr,bit)((viaddr)|=(1<<(bit)))#defineset_bit(addr,bit,val)((viaddr)=((viaddr)&=(~(1<<(bit))))|((val)<<(bit)))#defineset_2bit(addr,bit,val)((viaddr)=((viaddr)&(~(3<<(bit))))|((val)<<(bit)))#defineset_nbit(addr,bit,len,val)((viaddr)=(((viaddr)&(~((((1<<(len))-1))<<(bit))))|((val)<<(bit))))#defineget_bit(addr,bit)(((viaddr)&(1<<(bit)))>0)#defineget_val(addr,val)((val)=viaddr)#defineread_val(addr)(vi(addr))#defineset_val(addr,val)((viaddr)=(val))#defineor_val(addr,val)((viaddr)|=(val))///////////////////////////////typedefunsignedcharu8;typedefunsignedshortu16;typedefunsignedintu32;//functiondeclareintdelay(int);#endif/*__COMMON_H*/

1.3 irq.c

這是一個(gè)中斷初始化和中斷處理函數(shù)文件。

下面對(duì)ARM異常進(jìn)行介紹：

中斷也是異常的一種，ARM處理器用7中工作模式：

（1）用戶(hù)模式（user） usr 正常的執(zhí)行模式

（2）快速中斷模式（FIQ） fiq 高優(yōu)先級(jí)中斷產(chǎn)生進(jìn)入的模式（高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)惹闆r使用）

（3）外部中斷模式（IRQ） irq 低優(yōu)先級(jí)中斷產(chǎn)生進(jìn)入的模式（一般的外部中斷）

（4）特權(quán)模式（Superviser） svc 復(fù)位或軟中斷，供操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式

（5）數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)中止模式（Abort） abt 存取數(shù)據(jù)異常，用于虛擬存儲(chǔ)或存儲(chǔ)保護(hù)

（6）未定義指令模式（undefine）und 當(dāng)執(zhí)行未定義指令時(shí)進(jìn)入的模式

（7）系統(tǒng)模式（system） sys 運(yùn)行特權(quán)級(jí)操作系統(tǒng)任務(wù)

中斷過(guò)程：

（1）系統(tǒng)上電，CPU處于svc模式

（2）如果發(fā)生中斷，那么CPU進(jìn)入ＩＲＱ模式；R13、R14切換到自己的R13、R14；跳到相應(yīng)的中斷向量地址

如何進(jìn)行中斷編程？

（1）中斷初始化

a. 設(shè)置中斷源（也就是配置引腳模式）

b. 設(shè)置中斷控制器（參照6410datasheet中斷控制器一章）

c. 打開(kāi)總中斷開(kāi)關(guān)（設(shè)置CPSR）

1.4 regs.h

這是一個(gè)6410中聲明和定義寄存器的，需要哪個(gè)寄存器就在該文件當(dāng)中定義，在后面的文件當(dāng)中直接調(diào)用即可。

1.5 sdram.c

下面我們來(lái)看一下6410核心板DDR的原理圖

從圖中我們可以看到，該核心板有兩個(gè)DDR級(jí)聯(lián)而得，每個(gè)有16位，兩個(gè)一共32位。一個(gè)DDR有15根地址線(xiàn)，尋址空間為2^15=32K，參照K4X1G163