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Arm 2440——Nand flash发动形式详解（LED程序为例）

2020年9月18日 13:57 阅读(450)

断断续续的研究arm也有2个月了，现在才感觉理解了arm在Nandflash模式下的启动过程，现在来这里记录下来以表达我无比喜悦的心情。闲话少说

时断时续的研讨arm也有2个月了，现在才感觉了解了arm在Nand flash形式下的发动进程，现在来这儿记录下来以表达我无比高兴的心境。闲话少说，趁着还没有忘掉学习进程中的感触，直接进入正题。

咱们都知道，arm在Nand flash发动形式下发动时体系会将Nand flash中的前4KB代码复制到SRAM（也便是Steppingstone中），由SRAM装备中止向量表和完结Nand flash拜访的必要初始化，然后将Nand flash中的悉数程序代码复制到SDRAM中，最后由SRAM跳转到SDRAM，然后程序就正常履行了，这一进程看上去很简略，可是真实了解这一进程仍是不简略的，虽然这样，仍是想告知咱们细心了解仍是比较简略了解这个进程的。假如您是ADS用户，你省去了许多费事，但我不确认你省去的这些费事是否值得，这儿介绍的是一种费事的方法，linux下的led程序。

代码Head.s

  1. .externmain
  2. .text
  3. .global_start
  4. _start:
  5. breset
  7. reset:
  8. ldrsp,=4096
  9. bldisable_watch_dog
  10. blclock_init
  11. blmemsetup
  12. blcopy_steppingstone_to_sdram
  13. ldrpc,=on_sdram
  15. on_sdram:
  16. msrcpsr_c,#0xdf
  17. ldrsp,=0x34000000
  18. ldrlr,=halt_loop
  19. ldrpc,=Main
  21. halt_loop:
  22. bhalt_loop

我以为，最需求了解的便是这段代码了。先简略的解说下这段代码。

（1）因为arm履行reset之后pc会被清零，也便是reset中止的中止进口地址，因而，榜首条指令便是b reset，跳转到reset中止处理函数。

（2）因为这儿硬件装备都是C言语来完结的，并且咱们的初始代码比较小，彻底不会超出4KB，因而能够在SRAM运用仓库，故将SP设置为4096，以供给C运转环境

（3）接下来的3个bl别离完结了封闭看门够定时器，装备时钟信号和存储器装备的作业，第四个bl是将SRAM的4KB空间内的代码复制到了SDRAM中。

（4）接下来的ldr句将pc赋值为on_sdram的地址，完结了从SRAM到SDRAM的跳转（下面会讲为什么）

（5）on_sdram中切换到了了体系形式然后分配了体系形式仓库，将链接寄存器设置为halt_loop然后就跳转到了SDRAM中的Main

上面的解说仅仅大体上阐明晰代码的意思，可是初学者总会有个疑问便是为什么ldr pc,=on_sdram就完结了从SRAM到SDRAM的跳转呢？我被这个问题困扰了很长时刻，到今日才想了解了这个问题，问题的要害便是相对跳转和肯定跳转的问题。为了阐明这个问题我先解说一下bl指令跟ldr指令在履行进程中的差异。

B指令是相对跳转指令，B 指令是最简略的跳转指令。一旦遇到一个 B 指令，ARM 处理器将当即跳转到给定的方针地址，从那里持续履行。留意存储在跳转指令中的实践值是相对当时PC 值的一个偏移量，而不是一个肯定地址，它的值由汇编器来核算（参阅寻址方法中的相对寻址）。它是 24 位有符号数，左移两位后有符号扩展为 32 位，表明的有用偏移为 26 位(前后32MB 的地址空间)，相同的，BL、BX都是相对跳转。

LDR伪指令是将第二操作直接赋值给榜首操作数，当履行ldr pc,=Main时是将Main的肯定地址赋值给了PC。

好了，知道这两个指令的差异之后咱们来看代码是怎么完结的从SRAM到SDRAM的跳转，首要需求指出，2440的开发板有SRAM和SDRAM，SRAM是从地址0x00000000开端的4KB内存空间，SDRAM是从0x30000000开端的64M空间。

不管用ADS编译仍是用arm-linux-gcc编译都会将代码链接到0x30000000今后（也便是SDRAM中），ADS用户能够经过检查ADS的工程装备，其中有项装备是RO开端地址是0x30000000，linux用户在链接时需求用-T指定代码的其实地址为0x30000000。

依据编译原理，在链接阶段程序中函数的地址就现已确认了，也便是说函数的实践地址都在0x30000000之后，而程序的进口函数也便是这儿的_start的地址便是0x300000000，其他函数都会大于这个数。

可是因为arm上电后体系会将Nand flash的前4KB代码复制到SRAM中，也便是_start函数开端的4KB指令将被复制到SRAM中履行，依据上例，在0x00000000处履行的指令便是“b reset”，因为b是相对跳转，是在当时pc值的基础上加减某个数而跳转到即将履行的代码处，因而，pc加减该数之后将抵达reset函数的方位，故reset函数不能写到4KB之外的空间中，不然arm的发动将会失利，相同的，接下来的几个bl都是履行的相对跳转，所以都相对当时pc进行的跳转，因为Nand flash一共只要64M的空间，所以相对跳转是不可能会跳转到SDRAM的，因为跳转到SDRAM至少要产生0x30000000的跳转，而这个相对位移远远大于64M。

而ldr pc,=Main是将Main函数的实践地址赋值给pc，而Main的实践地址是在0x30000000之后，这样，就从SRAM跳转到了SDRAM。

因为这个进程规划到了硬件格式和编译原理，所以对一般人来讲，了解起来的确比较困难，并且受自己水平约束，许多当地只能说是只可意会不可言传，假如误导了咱们请咱们体谅。当然假如看到这儿还不能了解arm的发动进程能够留言评论这个问题。下面是相关的其他代码，我附在这儿，2440addr.h没有贴出，因为我也是运用arm自带示例程序中的代码，并且代码有四千多行，大都地址是没有用到的。其他的代码如下

代码Init.s

  1. #include”2440addr.h”
  3. voiddisable_watch_dog(void);
  4. voidclock_init(void);
  5. voidmemsetup(void);
  6. voidcopy_steppingstone_to_sdram(void);
  7. voidinituart(void);
  9. voiddisable_watch_dog(void)
  10. {
  11. rWTCON=0;
  12. }
  14. voidclock_init(void)
  15. {
  16. rCLKDIVN=0x03;
  18. /*
  19. *假如HDIVN非0，CPU的总线形式应该从
  20. *“fastbusmode”变为“asynchronous
  21. *busmode”
  22. */
  23. __asm__(
  24. “mrcp15,0,r1,c1,c0,0”
  25. “orrr1,r1,#0xc0000000”
  26. “mcrp15,0,r1,c1,c0,0”
  27. );
  29. rMPLLCON=(92<<12)|(1<<4)|(2);
  30. //rMPLLCON=((0x5c<<12)|(0x01<<4)|(0x02));
  31. }
  33. voidmemsetup(void)
  34. {
  35. volatileunsignedlong*p=(volatileunsignedlong*)0x48000000;
  37. /*这个函数之所以这样赋值，而不是像前面的试验(比方mmu试验)那样将装备值
  38. *写在数组中，是因为要生成”方位无关的代码”，使得这个函数能够在被复制到
  39. *SDRAM之前就能够在steppingstone中运转
  40. */
  41. /*存储控制器13个寄存器的值*/
  42. p[0]=0x22011110;//BWSCON
  43. p[1]=0x00000700;//BANKCON0
  44. p[2]=0x00000700;//BANKCON1
  45. p[3]=0x00000700;//BANKCON2
  46. p[4]=0x00000700;//BANKCON3
  47. p[5]=0x00000700;//BANKCON4
  48. p[6]=0x00000700;//BANKCON5
  49. p[7]=0x00018005;//BANKCON6
  50. p[8]=0x00018005;//BANKCON7
  52. /*REFRESH,
  53. *HCLK=12MHz:0x008C07A3,
  54. *HCLK=100MHz:0x008C04F4
  55. */
  56. p[9]=0x008C04F4;
  57. p[10]=0x000000B1;//BANKSIZE
  58. p[11]=0x00000030;//MRSRB6
  59. p[12]=0x00000030;//MRSRB7
  60. }
  62. voidcopy_steppingstone_to_sdram(void)
  63. {
  64. unsignedint*pdwSrc=(unsignedint*)0;
  65. unsignedint*pdwDest=(unsignedint*)0x30000000;
  67. while(pdwSrc<(unsignedint*)4096)
  68. {
  69. *pdwDest=*pdwSrc;
  70. pdwDest++;
  71. pdwSrc++;
  72. }
  73. }

留意：因为咱们的代码比较小，远小于4KB，因而arm发动时主动复制到SRAM中的4KB代码包括咱们的悉数代码，因而copy操作我是将stepingstone中的4KB代码复制到了SDRAM中，在实践使用中代码大都是超越4KB，因而copy函数应该是将Nand flash中的悉数代码复制到SDRAM，这样才干成功运转ARM。

代码Main.c:

  1. #include”2440addr.h”
  3. voidDelay(inti)
  4. {
  5. intm,n,p;
  6. for(m=0;m!=i;++m)
  7. {
  8. for(n=0;n!=255;++n)
  9. {
  10. for(p=0;p!=255;++p)
  11. ;
  12. }
  13. }
  14. }
  16. voidMain()
  17. {
  18. intcount;
  19. intleds[4]={0x1c0,0x1a0,0x160,0xe0};
  21. rGPBCON=0x00155555;
  22. rGPBUP=rGPBUP&0xFF00;
  24. while(1)
  25. {
  26. for(count=0;count!=4;++count)
  27. {
  28. rGPBDAT=leds[count];
  29. if(count%2)
  30. rGPBDAT+=1;
  31. Delay(2);
  32. }
  33. }
  34. }

链接文件led.lds如下：

  1. SECTIONS
  2. {
  3. .=0x30000000;
  4. .text:{*(.text)}
  5. .rodataALIGN(4):{*(.rodata)}
  6. .dataALIGN(4):{*(.data)}
  7. .bssALIGN(4):{*(.bss)*(COMMON)}
  8. }

makefile如下：

  1. objects:=Head.oInit.oMain.o
  3. led.bin:$(objects)
  4. arm-linux-ld-Tled.lds-nostdlib-oled_elf$^
  5. arm-linux-objcopy-Obinary-Sled_elf$@
  6. arm-linux-objdump-D-marmled_elf>led.dis
  8. %.o:%.c
  9. arm-linux-gcc-Wall-O2-c-o$@$<
  10. %.o:%.s
  11. arm-linux-gcc-Wall-O2-c-o$@$<;
  13. .PYTHON:clean
  14. clean:
  15. rm-fled.binled_elfled.dis*.o

如上除了2440addr.h之外就都全了，别的需求指出的是2440addr.h中引用了Option.h，为了简化代码，能够将这句能够注释掉，在咱们这段代码中彻底用不到该文件相关功用。不然需求自行修正makefile文件完结Option.h相关的编译和链接作业。

好了，又浪费了咱们这么长的时刻，这儿就不多说了，有什么问题求高手指出来。

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