【嵌入式开发】ARM 代码搬移 ( ARM 启动流程 | 代码搬移 起点 终点 | 链接地址 | 汇编代码 )
【嵌入式开发】ARM 代码搬移 ( ARM 启动流程 | 代码搬移 起点 终点 | 链接地址 | 汇编代码 )
韩曙亮
发布于 2023-03-27 08:06:08
发布于 2023-03-27 08:06:08
代码可运行
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代码可运行
文章目录
- 一. ARM 启动流程
- 1. 各种类型开发板启动流程
- ( 1 ) 2440 开发板启动流程简介 ( ① Nand Flash 拷贝 4 KB -> SRAM 垫脚石 | ② PC 指向 0 地址 即 SRAM 起始地址执行 | ③ 初始化内存 拷贝 后续指令到内存执行 )
- ( 2 ) 6410 开发板启动流程简介 ( ① 上电 运行 SROM 的 BL0 程序 | ② NandFlash -> SRAM 拷贝 8KB 指令 | ③ 执行 SRAM 指令 拷贝其余 BL 指令到内存中执行 )
- ( 3 ) 210 开发板启动流程简介 ( ① 上电 运行 SROM 的 BL0 程序 | ② NandFlash -> IRAM 垫脚石 拷贝 96KB 指令 | ③ 执行 IRAM 指令 拷贝其余 BL 指令到内存中执行 )
- 二. 代码搬移 简介
- 三. 代码搬移 汇编代码
本博客的参考文章及相关资料下载 :
- 1.本博客代码及参考手册下载 : https://download.csdn.net/download/han1202012/11183302
一. ARM 启动流程
ARM 开发板启动方式 : 可以选择从 NorFlash , NandFlash , SD 卡 启动 三种方式 , 这里我们着重介绍 NandFlash 启动的情况 ;
1. 各种类型开发板启动流程
( 1 ) 2440 开发板启动流程简介 ( ① Nand Flash 拷贝 4 KB -> SRAM 垫脚石 | ② PC 指向 0 地址 即 SRAM 起始地址执行 | ③ 初始化内存 拷贝 后续指令到内存执行 )
2440 NandFlash 启动 :
- 1.垫脚石 ( SRAM ) 简介 : 2440 Nand Flash 启动 , 需要依赖于 很重要的片内部件 -> SRAM , 这个部件 又叫 垫脚石 , 其 位于 ARM 地址空间 的 0 地址处 , 其容量大小是 4KB ;
- 2.拷贝最前面 4KB : Nand Flash -> SRAM : 处理器上电之后 , 2440 会自动 从 Nand Flash 中拷贝 出 最前端 4 KB 的内容 , 复制进 SRAM 垫脚石 中 ;
- 3.执行 拷贝的 SRAM 中的 4KB 指令 : PC 指针 指向 0 地址 , 即 指向 垫脚石 SRAM 中的第一条指令 , 然后开始执行 ;
- 4.SRAM 大小 4KB 局限性 : 这里 注意 , 只能 拷贝 4KB 的指令 , 对于小的 bootloader 程序足够用 , 但对于 u-boot 这种重量级的程序 编译出来 有 100多KB , 显然 4KB 就不够用了 ;
- 5.代码搬移策略 : 先拷贝 4KB 到 SRAM 中 , 执行这 4KB 指令 , 在这些指令中 , 先 把内存初始化好 , 然后 将后续指令从 Nand Flash 拷贝到内存中执行 ;
( 2 ) 6410 开发板启动流程简介 ( ① 上电 运行 SROM 的 BL0 程序 | ② NandFlash -> SRAM 拷贝 8KB 指令 | ③ 执行 SRAM 指令 拷贝其余 BL 指令到内存中执行 )
6410 NandFlash 启动 :
- 1.BL0 程序 : 6410 上电之后 , 首先去运行 SROM 中的 Bootloader 0 , BL 0 是 芯片出厂就已经 烧写到 SROM 中的程序 ;
- 2.BL 0 的 作用 : 从 Nand Flash 中拷贝 8KB 的指令 到 SRAM ( 垫脚石 ) 中 运行 , 显然 8KB 无法满足 大型 Bootloader 程序的要求 ;
- 3.拷贝代码 : 利用 这 8KB 的程序 , 初始化内存 , 将剩下的 Bootloader 拷贝到 内存中 运行 ;
( 3 ) 210 开发板启动流程简介 ( ① 上电 运行 SROM 的 BL0 程序 | ② NandFlash -> IRAM 垫脚石 拷贝 96KB 指令 | ③ 执行 IRAM 指令 拷贝其余 BL 指令到内存中执行 )
210 NandFlash 启动 :
- 1.BL0 程序 : 210 上电之后 , 首先去运行 SROM 中的 Bootloader 0 , BL 0 是 芯片出厂就已经 烧写到 SROM 中的程序 ;
- 2.BL 0 的 作用 : 从 Nand Flash 中拷贝 96KB 的指令 到 IRAM ( 垫脚石 ) 中 运行 , 如果 96 KB 大小不够用 , 就要将剩余的 BL 拷贝到内存中 ;
二. 代码搬移 简介
1. 从 SRAM -> 内存
( 1 ) 代码搬移 简介 ( ① 代码搬移起点 | ② 从 SRAM 搬移 的 原因 | ③ 不搬移也可正常运行 )
代码搬移 简介 :
- 1.代码搬移起点 : 代码搬移是 将 Nand Flash 中的 BL 搬移到内存中 , 其 起点 应该是 Nand Flash , 本博客 讲解的 代码拷贝的起点 改成 SRAM ( 垫脚石 ) ;
- 2.从 SRAM 搬移 的 原因 : 从 Nand Flash 读取数据 , 需要对 Nand Flash 进行初始化 ; 代码 搬移 的重要原因是 BL 大小 大于 其 垫脚石 大小 , 当前的指令编译完成后 仅有 不到 1KB 大小 , 其在上电后 , 会将整个的 BL 拷贝到 SRAM 垫脚石 中 ;
- 3.不搬移也可正常运行 : 代码在 SRAM 中 可以运行完毕 , 不拷贝到内存中也可以正常运行 , 此处只是最代码搬移进行介绍 ;
( 2 ) 代码搬移 起点 ( SRAM 首地址 文档中查询 | 6410 开发板 : 0x0C00_0000 )
各个开发板 代码搬移 的 起点 :
- 1.2440 中 , SRAM ( 垫脚石 ) 起始地址 是 0x0 ;
- 2.6410 SRAM ( 垫脚石 ) 起始地址是 0x0C00_0000 ; 6410 手册 Page 116 ;
- 3.210 开发板 IRAM ( 垫脚石 ) 地址起始地址 0xD002_0000 ; 210 手册 Page 30 ;
( 3 ) 链接地址 简介 ( 链接起始地址 | 反汇编 | _start 入口函数 | 指令汇编地址 )
链接地址 :
- 1.链接起始地址 : 在之前写的 链接器脚本中 写的 链接器 起始地址
. = 0x50008000;; - 2.反汇编程序 : 对程序进行反汇编 , 在代码编译目录中 , 执行
arm-linux-objdump -D -S u-boot.elf > dump命令 , 将反汇编内容输出到 dump 文件中 ( 前提是 有 编译好的 可执行 文件 ) ; - 3.查看汇编文件 : 打开 汇编 文件 ;
- ① _start 入口函数 : 汇编代码的 入口 是 _start 标号 , 查看反汇编之后的代码 , 可以看到 在 _start 标号前 看到地址 0x50008000 , 该地址 是 整个程序的起始地址 , 即 SRAM 的起始地址 ;
- ② 每行指令都有相应地址 : 每行代码都有一个链接地址 , 可以看到 反汇编 文件中 每行 前面都有一个 链接地址 ;
( 4 ) 链接地址 作用 ( C 语言 函数调用 | 汇编 ldr 修改 PC 指针 )
链接地址 作用 :
- 1.C 语言程序 : 调用 reset() 函数 , 调用之后 , PC 指针 会被 重新赋值 , 去执行 reset() 函数 , 这个 PC 指针 被赋予的 值 就是 reset 标号 前 的 链接地址 ; 如 PC 指针 被赋值成 0x50008058 , 该地址就是 reset() 函数的链接地址 ;
- 2.汇编指令 : 使用 ldr 伪指令 修改 PC 指针 , 如
ldr PC , reset, 让 PC 指针 执行 reset 函数 , 此时 PC 指针会被赋值成 0x50008058 地址 ;
( 5 ) 指令 跳转 ( 相对跳转 | 绝对跳转 )
指令 跳转 :
- 1.PC 指针跳转 : 开发板上电后 , PC 指针 首先 指向 0 , 但是 汇编程序的入口 _start 标号的 地址 是 0x50008058 , PC 指针 被赋值为 0x50008058 ;
- 2.相对跳转 :
- ① 相对跳转指令 : 使用 b , bl 等指令 产生的跳转 , 就是 相对跳转 ;
- ② 相对跳转过程 : 在跳转过程中 , 不是将对应 标号的 链接地址 , 直接赋值给 PC 指针 , 而是采用 跳转前的 PC 指针值 + 当前指针 与 要跳转的标号 位置之间的 差值 ;
- ③ 相对跳转举例 : 如 PC 指针在入口处 _start 地址为 0x50008000 , 如果要执行 reset 标号处的代码 , 需要 跳转到 0x50008058 中 , PC 指针 从 0x50008000 跳转到 0x50008058 中 , 这里只需要 相对跳转 0x58 地址增量 即可 ;
- 3.绝对跳转 : C 语言中 调用函数 , 或者 修改 PC 指针值 , 的情况 是 绝对跳转 ;
( 6 ) 代码搬移终点 ( 链接器脚本首地址 | 6410 代码搬移终点首地址 0x50008000)
代码搬移 终点 :
- 1.内存首地址 : 链接起始地址 决定了 程序第一行代码的链接地址 , 即 第一行代码 在 内存中出现的位置 , 如 6410 的第一行代码 的 内存 地址是 0x50008000 ;
- 2.拷贝终点 : 代码 从 SRAM 拷贝到 内存中 , 这个内存的位置 0x50008000 就是 第一行 代码 被拷贝到的位置 ;
- 3.拷贝过程 : 代码拷贝的时候 , 需要从 代码的起始地址开始拷贝 , 之后的代码 以此类推 , 拷贝到后续指定标号地址处 , 都要拷贝到对应的位置中 ;
- 4.6410开发板 拷贝 终点 : 0x50008000 是 6410 开发板 代码拷贝终点 的 第一行 指令的地址 ;
三. 代码搬移 汇编代码
1. 汇编代码编写
( 1 ) 代码搬移 汇编代码
汇编代码 :
copy_to_ram:
ldr r0, =0x0c000000 @ 设置 代码搬移 起始地址 首地址 , 即 SRAM 垫脚石的 首地址 , 将改地址存放在 r0 寄存器中
ldr r1, =0x50008000 @ 设置 代码搬移 终点 首地址 , 即 内存的首地址 , 将该地址存放在 r1 寄存器中
add r3, r0, #1024*4 @ 设置 复制多少指令到 内存中 , 这里复制 4KB 数据 从 SRAM 到 内存 中 ;
copy_loop: @ 循环复制代码
ldr r2, [r0], #4 @ 取出 r0 寄存器的地址 ( 即 SRAM 中的地址 ) 中的数据 放入 r2 寄存器 , 读取完毕后 , r0 中的地址 累加 4
str r2, [r1], #4 @ 将 r2 中的内容 , 写入到 r1 寄存器对应的地址中 , 写出完毕后 , r1 中的地址 累加 4
cmp r0, r3 @ 查看 r0 地址 增量 是否 增加了 4KB , 到了代码搬移的末尾
bne copy_loop @ 如果 r0 r3 地址不一致 , 说明还没拷贝完毕 , 继续 跳转回 copy_loop 标号 拷贝
mov pc, lr( 2 ) 汇编完整代码
@****************************
@File:start.S
@
@BootLoader 初始化代码
@****************************
.text @ 宏 指明代码段
.global _start @ 伪指令声明全局开始符号
_start: @ 程序入口标志
b reset @ reset 复位异常
ldr pc, _undefined_instruction @ 未定义异常, 将 _undefined_instruction 值装载到 pc 指针中
ldr pc, _software_interrupt @ 软中断异常
ldr pc, _prefetch_abort @ 预取指令异常
ldr pc, _data_abort @ 数据读取异常
ldr pc, _not_used @ 占用 0x00000014 地址
ldr pc, _irq @ 普通中断异常
ldr pc, _fiq @ 软中断异常
_undefined_instruction: .word undefined_instruction @ _undefined_instruction 标号存放了一个值, 该值是 32 位地址 undefined_instruction, undefined_instruction 是一个地址
_software_interrupt: .word software_interrupt @ 软中断异常
_prefetch_abort: .word prefetch_abort @ 预取指令异常 处理
_data_abort: .word data_abort @ 数据读取异常
_not_used: .word not_used @ 空位处理
_irq: .word irq @ 普通中断处理
_fiq: .word fiq @ 快速中断处理
undefined_instruction: @ undefined_instruction 地址存放要执行的内容
nop
software_interrupt: @ software_interrupt 地址存放要执行的内容
nop
prefetch_abort: @ prefetch_abort 地址存放要执行的内容
nop
data_abort: @ data_abort 地址存放要执行的内容
nop
not_used: @ not_used 地址存放要执行的内容
nop
irq: @ irq 地址存放要执行的内容
nop
fiq: @ fiq 地址存放要执行的内容
nop
reset: @ reset 地址存放要执行的内容
bl set_svc @ 跳转到 set_svc 标号处执行
bl set_serial_port @ 设置外设基地址端口初始化
bl disable_watchdog @ 跳转到 disable_watchdog 标号执行, 关闭看门狗
bl disable_interrupt @ 跳转到 disable_interrupt 标号执行, 关闭中断
bl disable_mmu @ 跳转到 disable_mmu 标号执行, 关闭 MMU
bl init_clock @ 跳转到 init_clock 标号, 执行时钟初始化操作
bl mem_init @ 跳转到 mem_init 标号 , 执行内存初始化操作 , 该段代码定义在 mem.S 文件中
bl light_led @ 打开开发板上的 LED 发光二极管
bl copy_to_ram @ 代码搬移 , 从 SRAM 到 内存中
set_svc:
mrs r0, cpsr @ 将 CPSR 寄存器中的值 导出到 R0 寄存器中
bic r0, r0, #0x1f @ 将 R0 寄存器中的值 与 #0x1f 立即数 进行与操作, 并将结果保存到 R0 寄存器中, 实际是将寄存器的 0 ~ 4 位 置 0
orr r0, r0, #0xd3 @ 将 R0 寄存器中的值 与 #0xd3 立即数 进行或操作, 并将结果保存到 R0 寄存器中, 实际是设置 0 ~ 4 位 寄存器值 的处理器工作模式代码
msr cpsr, r0 @ 将 R0 寄存器中的值 保存到 CPSR 寄存器中
mov pc, lr @ 返回到 返回点处 继续执行后面的代码
#define pWTCON 0x7e004000 @ 定义看门狗控制寄存器 地址 ( 6410开发板 )
disable_watchdog:
ldr r0, =pWTCON @ 先将控制寄存器地址保存到通用寄存器中
mov r1, #0x0 @ 准备一个 0 值, 看门狗控制寄存器都设置为0 , 即看门狗也关闭了
str r1, [r0] @ 将 0 值 设置到 看门狗控制寄存器中
mov pc, lr @ 返回到 返回点处 继续执行后面的代码
disable_interrupt:
mvn r1,#0x0 @ 将 0x0 按位取反, 获取 全 1 的数据, 设置到 R1 寄存器中
ldr r0,=0x71200014 @ 设置第一个中断屏蔽寄存器, 先将 寄存器 地址装载到 通用寄存器 R0 中
str r1,[r0] @ 再将 全 1 的值设置到 寄存器中, 该寄存器的内存地址已经装载到了 R0 通用寄存器中
ldr r0,=0x71300014 @ 设置第二个中断屏蔽寄存器, 先将 寄存器 地址装载到 通用寄存器 R0 中
str r1,[r0] @ 再将 全 1 的值设置到 寄存器中, 该寄存器的内存地址已经装载到了 R0 通用寄存器中
mov pc, lr @ 返回到 返回点处 继续执行后面的代码
disable_mmu :
mcr p15,0,r0,c7,c7,0 @ 设置 I-Cache 和 D-Cache 失效
mrc p15,0,r0,c1,c0,0 @ 将 c1 寄存器中的值 读取到 R0 通用寄存器中
bic r0, r0, #0x00000007 @ 使用 bic 位清除指令, 将 R0 寄存器中的 第 0, 1, 2 三位 设置成0, 代表 关闭 MMU 和 D-Cache
mcr p15,0,r0,c1,c0,0 @ 将 R0 寄存器中的值写回到 C1 寄存器中
mov pc, lr @ 返回到 返回点处 继续执行后面的代码
set_serial_port :
ldr r0, =0x70000000 @ 将基地址装载到 r0 寄存器中, 该基地址 在 arm 核 手册中定义
orr r0, r0, #0x13 @ 设置初始化基地址的范围, 将 r0 中的值 与 0x13 立即数 进行或操作, 将结果存放到 r0 中
mcr p15, 0, r0, c15, c2, 4 @ 将 r0 中的值设置给 c15 协处理器
mov pc, lr
#define CLK_DIV0 0x7E00F020 @ 定义 CLK_DIV0 寄存器地址, 时钟的分频参数都是通过该寄存器进行设置的
#define OTHERS 0x7E00F900 @ 定义 OTHERS 寄存器地址, 用于设置 CPU 异步工作模式
#define CLK_VAL ( (0x0 << 0) | (0x1 << 9) | (0x1 << 8) | (0x3 << 12) ) @ 设置 CLK_DIV0 寄存器的值, 即 各个时钟分频器的参数
#define MPLL_CON 0x7E00F010 @ 定义 MPLL_CON 寄存器地址常量
#define APLL_CON 0x7E00F00C @ 定义 APLL_CON 寄存器地址常量
#define PLL_VAL ( (0x1 << 31) | (266 << 16) | (3 << 8) | (1 << 0) ) @ 设置 PLL 控制寄存器的值
#define CLK_SRC 0x7E00F01C @ 定义 CLK_SRC 时钟源控制寄存器的地址常量
init_clock :
ldr r0, =CLK_DIV0 @ 将 CLK_DIV0 的地址装载到 r0 通用寄存器中
ldr r1, =CLK_VAL @ 将 要设置给 CLK_DIV0 寄存器的值 CLK_VAL 立即数 装载到 r1 通用寄存器中;
str r1, [r0] @ 将 r1 寄存器中的内容 存储到 r0 存储的地址 指向的内存中
ldr r0, =OTHERS @ 将 OTHERS 寄存器地址存到 r0 通用寄存器中
ldr r1, [r0] @ 将 r0 寄存器存储的地址指向的寄存器中的值读取到 r1 通用寄存器中
bic r1, r1, #0xc0 @ 将 r1 寄存器中的值的 第 6 位 和 第 7 位 设置成 0
str r1, [r0] @ 将 r1 寄存器中的值 写出到 r0 寄存器存储的地址指向的内存位置 即 OTHERS 寄存器
ldr r0, =APLL_CON @ 将 APLL_CON 寄存器地址存到 r0 通用寄存器中
ldr r1, =PLL_VAL @ 将 要设置给 APLL_CON 寄存器的值 PLL_VAL 立即数 装载到 r1 通用寄存器中;
str r1, [r0] @ 将 r1 寄存器中的内容 存储到 r0 存储的地址 指向的内存中, 即 将 PLL_VAL 的值 设置到 APLL_CON 寄存器中
ldr r0, =MPLL_CON @ 将 MPLL_CON 寄存器地址存到 r0 通用寄存器中
ldr r1, =PLL_VAL @ 将 要设置给 MPLL_CON 寄存器的值 PLL_VAL 立即数 装载到 r1 通用寄存器中;
str r1, [r0] @ 将 r1 寄存器中的内容 存储到 r0 存储的地址 指向的内存中, 即 将 PLL_VAL 的值 设置到 MPLL_CON 寄存器中
ldr r0, =CLK_SRC @ 将 CLK_SRC 寄存器地址设置到 r0 通用寄存器中
mov r1, #0x3 @ 将 0x3 立即数设置给 r1 寄存器
str r1, [r0] @ 将 r1 中存储的立即数设置给 r0 寄存器存储的地址指向的内存中, 即 CLK_SRC 寄存器中
mov pc, lr
copy_to_ram:
ldr r0, =0x0c000000 @ 设置 代码搬移 起始地址 首地址 , 即 SRAM 垫脚石的 首地址 , 将改地址存放在 r0 寄存器中
ldr r1, =0x50008000 @ 设置 代码搬移 终点 首地址 , 即 内存的首地址 , 将该地址存放在 r1 寄存器中
add r3, r0, #1024*4 @ 设置 复制多少指令到 内存中 , 这里复制 4KB 数据 从 SRAM 到 内存 中 ;
copy_loop: @ 循环复制代码
ldr r2, [r0], #4 @ 取出 r0 寄存器的地址 ( 即 SRAM 中的地址 ) 中的数据 放入 r2 寄存器 , 读取完毕后 , r0 中的地址 累加 4
str r2, [r1], #4 @ 将 r2 中的内容 , 写入到 r1 寄存器对应的地址中 , 写出完毕后 , r1 中的地址 累加 4
cmp r0, r3 @ 查看 r0 地址 增量 是否 增加了 4KB , 到了代码搬移的末尾
bne copy_loop @ 如果 r0 r3 地址不一致 , 说明还没拷贝完毕 , 继续 跳转回 copy_loop 标号 拷贝
mov pc, lr
#define GPBCON 0x7F008820
#define GPBDAT 0x7F008824
light_led :
ldr r0, =GPBCON @ 将 0x7F008820 GPM 控制寄存器的地址 0x7F008820 装载到 r0 寄存器中
ldr r1, =0x1111 @ 设置 GPM 控制寄存器的行为 为 Output 输出, 即每个对应引脚的设置为 0b0001 值
str r1, [r0] @ 将 r1 中的值 存储到 r0 指向的 GPBCON 0x7F008820 地址的内存中
ldr r0, =GPBDAT @ 将 GPBDAT 0x7F008824 地址值 装载到 r0 寄存器中
ldr r1, =0b110101 @ 计算 GPM 数据寄存器中的值, 设置 0 为 低电平, 设置 1 为高电平, 这里设置 0 ~ 3 位为低电平, 其它为高电平
str r1, [r0] @ 将 r1 中的值 存储到 r0 指向的 GPBDAT 0x7F008824 地址的内存中
mov pc, lr( 3 ) mem.S ( 内存初始化 )
@****************************
@File:mem.S
@
@内存 初始化代码
@****************************
.text @ 宏 指明代码段
.global mem_init @ 伪指令 mem.S 可以理解成一个函数 , 该函数由 start.S 进行调用 , 它必须是一个全局的
mem_init: @ 定义内存初始化的标号 , 在 start.S 中进行调用
@ 设置 MEM_SYS_CFG 寄存器中的 [ 7 ] 位 , 设置 XmlDATA [31 : 16] pin 脚作用
@ 这些 pin 脚 用于作为 内存输出的 数据线 的
@ 如果 该位 为 0 , 那么 就作为 [ 31 : 16 ] 位的数据线引脚 , 这里设置为 0 即可
ldr r0, =0x7e00f120
mov r1, #0x0
str r1, [r0]
@ 步骤一 : DRAM 控制器进入配置状态
ldr r0, =0x7e001004 @ 将 DRAM CONTROLLER COMMAND REGISTER 寄存器地址装在到 r0 中
mov r1, #0x4 @ 设置 DRAM 控制命令寄存器 ( DRAM CONTROLLER COMMAND REGISTER ) 值 0x4 进入配置 ( Config ) 状态
str r1, [r0] @ 将 r1 装载到 r0 所指向的内存地址对应的空间中
@ 步骤二 : 设置一系列寄存器
ldr r0, =0x7e001010 @刷新寄存器地址
ldr r1, =( ( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ) ) @设置刷新时间
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001014 @CAS latency寄存器
mov r1, #(3 << 1)
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001018 @t_DQSS寄存器
mov r1, #0x1
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00101c @T_MRD寄存器
mov r1, #0x2
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001020 @t_RAS寄存器
ldr r1, =( ( 45 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001024 @t_RC寄存器
ldr r1, =( ( 68 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001028 @t_RCD寄存器
ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00102c @t_RFC寄存器
ldr r1, =( ( 80 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001030 @t_RP寄存器
ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001034 @t_rrd寄存器
ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001038 @t_wr寄存器
ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
@ ldr r2, [r0]
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00103c @t_wtr寄存器
mov r1, #0x07
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001040 @t_xp寄存器
mov r1, #0x02
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001044 @t_xsr寄存器
ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001048 @t_esr寄存器
ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00100c @内存控制配置寄存器
ldr r1, =0x00010012 @配置控制器
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00104c @32位DRAM配置控制寄存器
ldr r1, =0x0b45
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001200 @片选寄存器
ldr r1, =0x150f8
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001304 @用户配置寄存器
mov r1, #0x0
str r1, [r0]
@ 步骤三 : 可以不执行 , 等待 电压 和 时钟稳定下来 , 但是电压和时钟本来就是稳定的
@ 步骤四 : 内存初始化
@ 步骤四 : 内存初始化 1. 写入 NOP 命令 :
@ 执行过程 : 向 Direct Command Register 的 Memory Command [19:18] 域中写入 0b11
@ 整体值为 0b 11 00 0000 0000 0000 0000 , 转为 16 进制为 0xC0000
ldr r0, =0x7e001008 @ 装载 DIRECT COMMAND REGISTER 寄存器 地址到 r0 寄存器中
ldr r1, =0xc0000 @ 装载 要写入的值 到 r1 寄存器中
str r1, [r0] @ 将 r1 装载到 r0 所指向的内存地址对应的空间中
@ 步骤四 : 内存初始化 2. 写入 Precharge All 命令 :
@ 执行过程 : 向 Direct Command Register 的 Memory Command [19:18] 域中写入 0b00
@ 整体值为 0b 00 00 0000 0000 0000 0000 , 转为 16 进制为 0x0
ldr r0, =0x7e001008 @ 装载 DIRECT COMMAND REGISTER 寄存器 地址到 r0 寄存器中
ldr r1, =0x0 @ 装载 要写入的值 到 r1 寄存器中
str r1, [r0] @ 将 r1 装载到 r0 所指向的内存地址对应的空间中
@ 步骤四 : 内存初始化 3 , 4 . 写入 Autorefresh 命令 : 该步骤执行两次
@ 执行过程 : 向 Direct Command Register 的 Memory Command [19:18] 域中写入 0b01
@ 整体值为 0b 01 00 0000 0000 0000 0000 , 转为 16 进制为 0x40000
ldr r0, =0x7e001008 @ 装载 DIRECT COMMAND REGISTER 寄存器 地址到 r0 寄存器中
ldr r1, =0x40000 @ 装载 要写入的值 到 r1 寄存器中
str r1, [r0] @ 将 r1 装载到 r0 所指向的内存地址对应的空间中
ldr r0, =0x7e001008 @ 装载 DIRECT COMMAND REGISTER 寄存器 地址到 r0 寄存器中
ldr r1, =0x40000 @ 装载 要写入的值 到 r1 寄存器中
str r1, [r0] @ 将 r1 装载到 r0 所指向的内存地址对应的空间中
@ 步骤四 : 内存初始化 5. 写入 MRS 命令 : ( EMRS )
@ 执行过程 : 向 Direct Command Register 的 Memory Command [19:18] 域中写入 0b10
@ 同时还需要设置 Bank Address , 该步骤设置的是 EMRS 的 Bank Address
@ 整体值 转为 16 进制为 0xa0000
ldr r0, =0x7e001008 @ 装载 DIRECT COMMAND REGISTER 寄存器 地址到 r0 寄存器中
ldr r1, =0xa0000 @ 装载 要写入的值 到 r1 寄存器中
str r1, [r0] @ 将 r1 装载到 r0 所指向的内存地址对应的空间中
@ 步骤四 : 内存初始化 6. 写入 MRS 命令 : ( MRS )
@ 执行过程 : 向 Direct Command Register 的 Memory Command [19:18] 域中写入 0b10,
@ 同时还需要设置 Bank Address , 该步骤设置的是 MRS 的 Bank Address
@ 整体值 转为 16 进制为 0x80032
ldr r0, =0x7e001008 @ 装载 DIRECT COMMAND REGISTER 寄存器 地址到 r0 寄存器中
ldr r1, =0x80032 @ 装载 要写入的值 到 r1 寄存器中
str r1, [r0] @ 将 r1 装载到 r0 所指向的内存地址对应的空间中
@ 步骤五 : DRAM 控制器进入 Ready 状态
ldr r0, =0x7e001004 @ 将 DRAM CONTROLLER COMMAND REGISTER 寄存器地址装在到 r0 中
mov r1, #0x0 @ 设置 DRAM 控制命令寄存器 ( DRAM CONTROLLER COMMAND REGISTER ) 值 0x0 进入配置 ( Ready ) 状态
str r1, [r0] @ 将 r1 装载到 r0 所指向的内存地址对应的空间中
@ 步骤六 : 检查 DRAM 控制器 是否 进入 Ready 状态
check_ready:
ldr r0, =0x7e001000 @ 将 DRAM CONTROLLER STATUS REGISTER 地址 装载到 r0 寄存器中
ldr r1, [r0] @ 将 r0 寄存器存储的地址对应的内存中的内容装载到 r1 寄存器中 , 这个 DRAM CONTROLLER STATUS REGISTER 寄存器的值就获取到了
mov r2, #0x3 @ 将 立即数 3 设置给 r2 寄存器中, 用于 与操作 , 获取最后的 两位 二进制数值
and r1, r1, r2 @ 将 r1 ( 第二个 ) 与 r2 进行 与 操作 , 将结果放入 r1 ( 第一个 ) 寄存器中
cmp r1, #0x1 @ 将 与 结果 与 0x1 进行比较 , 如果相等 继续执行 , 如果不相等, 跳转到 check_ready 继续执行判定操作
bne check_ready @ 如果不相等, 跳转到 check_ready 继续执行判定操作
nop
mov pc, lr( 4 ) u-boot.lds ( 链接器脚本 )
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS {
. = 0x50008000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
start.o (.text)
*(.text)
}
. = ALIGN(4);
.data :
{
*(.data)
}
. = ALIGN(4);
bss_start = .;
.bss :
{
*(.bss)
}
bss_end = .;
}( 5 ) Makefile ( 编译脚本 )
all: start.o mem.o
arm-linux-ld -Tu-boot.lds -o u-boot.elf $^
arm-linux-objcopy -O binary u-boot.elf u-boot.bin
%.o : %.S
arm-linux-gcc -g -c $^
%.o : %.c
arm-linux-gcc -g -c $^
.PHONY: clean
clean:
rm *.o *.elf *.bin2. 编译输出可执行文件
编译过程 :
- 1.文件准备 : 将 汇编代码 ( start.S ) 链接器脚本 ( gboot.lds ) makefile 文件 拷贝到编译目录 ;
- 2.执行编译命令 :
make; - 3.编译结果 : 可以看到 生成了 编译目标文件 start.o, 链接文件 u-boot.elf, 可执行的二进制文件 u-boot.bin ;
3. 烧写代码到开发板并执行
( 1 ) OK6410 开发板启动切换方式
OK6410 开发板启动切换方式 : 通过控制 开发板右侧的 8个开关来设置启动来源;
- 1.sd 卡启动 : (1~8) 位置 : 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1;
- 2.nand flash 启动 : (1~8) 位置 : x, x, x, 1, 1, 0, 0, 1;
- 3.nor flash 启动 : (1~8) 位置 : x, x, x, 1, 0, 1, 0, x;
( 2 ) 制作 SD 卡启盘 并 准备程序
制作 SD 卡启动盘 :
- 1.找到开发板的烧写工具 : OK6410-A 开发板的烧写工具 在开发光盘 A 的 OK6410-A-1G用户光盘（A）-20160812\Linux-3.0.1\Linux烧写工具 目录下, 开发板光盘资料下载地址 ;
- 2.设置 SD_Writer.exe 属性 ( win10系统需要进行的设置 ) : 右键点击属性, 在兼容性一栏, 设置 以 Windows 7 兼容模式运行, 并设置 以管理员身份运行此程序 ; 注意 一定要 使用管理员身份 运行 , 否则报错 , 报错信息 Select Volume Error , 无法格式化SD卡 , 无法烧写 程序 ;
- 3.先格式化 SD 卡 : 注意这里要使用 SD_Writer 中的 format 功能进行格式化 , 按照下面的步骤, 一步一步点击确定执行 ;
- 4.选择要烧写的文件 : 这里选择 OK6410-A-1G用户光盘（A）-20160812\Linux-3.0.1\Linux烧写工具\mmc_ram256.bin 文件;
- 5.烧写文件到 SD 卡中 : 直接点击 Program 按钮, 就将启动程序烧写到了 SD 卡中;
- 6.准备 LED 灯程序 : 将编译出的 gboot.bin 文件名修改成 u-boot.bin, 必须修改成该文件名, 否则无法烧写上去;
- 7.将程序拷贝到 SD 卡中 : 将程序直接拷贝到 SD 卡中即可;
参考资料 : OK6410烧写裸板程序方法 这是之前写过的博客, 仅作为参考;
( 3 ) SecureCRT 连接开发板并烧写程序
SecureCRT 连接开发板并烧写程序 步骤 :
- 1.硬件连接操作 : 使用 USB 转 串口工具 将电脑 与 开发板链接, USB 插在电脑端, 串口端插在 开发板上, 插上电源适配器, 但是不要打开电源开关;
- 2.开发板设置 : 将开发板右侧的开关设置成 SD 卡启动, 即 (1~8) 位置 : 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1; 该步骤很重要;
- 2.查询串口端口号 : 在设备管理器中查看串口端口号, 这里可以看到是 COM9;
- 3.SecureCRT 连接串口 : 打开 SecureCRT 软件, 点击快速连接, 然后在弹出的对话框中按照下面进行配置, ① 首先要选择 Serial 协议, ② 然后选择端口, 这个端口从设备管理器中查看, ③ 波特率选择 115200, ④ 取消 RTS/CTS 选项;
- 4.打开开发板 ( 很重要 ) : 选中 SecureCRT 软件, 然后按住空格键不放, 这个操作很重要, 打开开发板开关, ① 先按住空格键, ②再打开开关;
- 5.首先格式化 Nand Flash : 选择 [1] 选项, 格式化 Nand Flash;
- 6.选择从 SD 卡中烧写 : 选择 [2] Burn image from SD card 选项, 从 SD 卡中向开发板烧写程序;
- 7.选择烧写 u-boot : 选择 [2] Flash u-boot, 烧写 u-boot, 会从 SD 卡中查找 u-boot.bin 文件, 然后烧写到 nand flash 中, 如果 SD 卡中 没有 u-boot.bin 会报错;
- 8.设置从 Nand Flash 启动 : 设置开发板上的启动开关, (1~8) 位置 : x, x, x, 1, 1, 0, 0, 1; 此时 四个 LED 全亮;
- 9.效果展示 : 设置的 GPBDAT 寄存器值为 0b110000, 四个 LED 灯都亮起来;
- 10.修改 LED 灯显示参数后显示结果 : 设置 GPBDAT 寄存器中值为 0b110101 是 第一个 和 第三个 LED 亮起来;
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原始发表：2019-05-17，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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