s3c2440的一些解释.doc

S3c2440启动是从文件vivi/arch/s3c2440/head.S开始的
1. 在这个文件中，做了这样的工作：
 (1) 关闭看门狗
 (2) 禁止所有中断
 (3) 初始化system clock
 (4) 初始化串口
 (5) 初始化nand flash相关的控制寄存器
 (6) 把vivi copy 到 SDRAM上，最后把pc指向ram
 (7) 设置堆栈
 (8) call 一个叫做main的函数。这个函数是c写的
2. main()这个函数在vivi/init/main.c中
 (1) 程序正常跳转到这里后，首先打印一些进本信息
 (2) 调用若干个初始化的函数
  <1> reset_handler() vivi/lib/reset_handler.c中
   (主要做了clear memory的工作)
  <2> board_init() (没找到)
  <3> mem_map_init()  vivi/arch/mmu.c中
   (如果使用nand flash,会在这里使它看起来线性化；清空cache；invalidate I & D tlb)
      mmu_init  vivi/arch/mmu.c中
   (初始化cache，load页表指针，mmu 使能等等)
  <4> heap_init 初始化堆 vivi/lib/heap.c
   (这里好像malloc了一段空间，具体的没看懂)
  <5> mtd_dev_init vivi/driver/mtd/mtdcore.c中
   mtd_init()  在vivi/driver/mtd/maps/s3c2440_flash.c 中，这里根据所使用的flash，做相应的cpu控制初始化，分配内存
   add_command(&flash_cmd) 注册了flash这个用户命令
  <6> init_priv_data() vivi/lib/priv_data/rw.c中
   读出boot的基本参数 
  <7> misc) (没找到)
      init_builtin_cmds() vivi/lib/command.c中
   (注册用户的基本命令，包括boot, bon, load, help 等等)
  <8> boot_or_vivi() 就在main.c中，等待用户输入，有输入进入vivi_shell，没有输入，超时后启动linux
到这里main就结束喽
好像还有一件事没有记下来，就是vivi是怎么启动到linux的。这是vivi执行了boot命令，调用了 vivi/lib/boot_kernel.c 中的command_boot()函数。这样linux就启动了。

S3C2440启动过程兼示例代码分析
    才开始学嵌入式没多久，用得友善之臂的2440板子，前段时间一直在搞linux系统，软件移植，内核裁剪等，最近发现还是应该从最基本的学起，想自己写一个bootloader，然后就研究了友善之臂那个板子上光盘里面配的一个示例程序，哎，搞了一天多才研究出来一点点东西，贴上来，免得忘了！

S3C2440启动过程（约略）：
1、关闭watch dog
2、屏蔽所有中断
3、屏蔽所有子中断
4、设置时钟更改稳定等待时间（LOCKTIME）
5、设置各部件时钟频率与CPU主频的比例关系（Fclk:Hclk:Pclk）
6、设置USB总线时钟频率（UPLLCON）
7、nap * 7
8、设置主时钟（MPLLCON）
9、判断是否是从睡眠状态唤醒的，如果是，则做出相应处理（具体处理还没看）
10、初始化存储设备、包括外存，内存等（BWSCON，BANKCONn，BANKSIZE，MRSRB6，MRSRB7）
11、初始化处理器各模式的堆栈（还没看懂）
12、Setup IRQ handler(也没咋看懂，似乎是对IRQ终端进行处理)
13、进入C程序（bl Main）

代码分析：
;=========================================
; NAME: 2440INIT.S
; DESC: C start up codes
;       Configure memory, ISR ,stacks
;    Initialize C-variables
; HISTORY:
; 2002.02.25:kwtark: ver 0.0
; 2002.03.20:purnnamu: Add some functions for testing STOP,Sleep mode
; 2003.03.14:DonGo: Modified for 2440.
; 2009.02.19:PuHao: Comments
;=========================

;=========================
; ENTRY 这里是关键的入口，正文数量超过最大限制，只有忽略其他我没看懂的了，等下能不能把那个文件传上来，好恶心的规定……
;=========================
ResetHandler
    ;WTCON定义在2440addr.inc里面，WTCON     EQU  0x53000000
    ;把WTCON地址放到R0里，然后在设置r1为0，最后把r1中的0值
    ;拷贝到r0所指向的地址里面，即禁用watch dog
    ldr    r0,=WTCON       ;watch dog disable
    ldr    r1,=0x0
    str    r1,[r0]

    ;基本同上，INTMSK 0x4A000008 R/W Interrupt mask control
    ldr    r0,=INTMSK
    ldr    r1,=0xffffffff  ;all interrupt disable
    str    r1,[r0]

    ;基本同上
    ldr    r0,=INTSUBMSK
    ldr    r1,=0x3ff        ;all sub interrupt disable,0x3ff => 0000 0011  1111 1111
    str    r1,[r0]

    ;由于条件为FALSE,我觉得这段根本就不会执行
    [ {FALSE}
    ; rGPFDAT = (rGPFDAT & ~(0xf<<4)) | ((~data & 0xf)<<4);
    ; Led_Display
    ldr    r0,=GPFCON
    ldr    r1,=0x5500
    str    r1,[r0]
    ldr    r0,=GPFDAT
    ldr    r1,=0x10
    str    r1,[r0]
    ]

    ;由于在更改了主时钟控制器（MPLL）之后，新的频率需要一定时间过后才能稳定
    ;所以需要等待一段时间，而这个等待的时间就是使用LOCKTIME寄存器来设置的
    ;LOCKTIME[15:00] MPLL lock time count value for FCLK, HCLK, and PCLK
    ;LOCKTIME[32:16] UPLL lock time count value for UCLK.
    ; FCLK用于CPU核
    ; HCLK用于AHB总线的设备(比如SDRAM)
    ; PCLK用于APB总线的设备(比如UART)
    ; UPLL为USB的控制时钟，根据USB规范，好像是48MHz
    ; ARM920T内核使用FCLK
    ; 内存控制器，LCD控制器等使用HCLK;
    ; 看门狗、串口等使用PCLK
    ;To reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register.
    ldr    r0,=LOCKTIME
    ldr    r1,=0xffffff ;0000 0000  1111 1111  1111 1111  1111 1111
    str    r1,[r0]      ;为什么UPLL的等待时间要少一些呢？

    [ PLL_ON_START
    ; Added for confirm clock divide. for 2440.
    ; Setting value Fclk:Hclk:Pclk
    ; 这里设置的 Fclk:Hclk:Pclk = 1:3:6，因为 CLKDIV_VAL = 7
    ldr    r0,=CLKDIVN  
    ldr    r1,=CLKDIV_VAL        ; 0=1:1:1, 1=1:1:2, 2=1:2:2, 3=1:2:4, 4=1:4:4, 5=1:4:8, 6=1:3:3, 7=1:3:6.
    str    r1,[r0]

    ;UPLL和MPLL的控制参数
    ;PLLCON        Bit        Description             Initial State
    ;MDIV        [19:12] Main divider control    0x96 / 0x4d
    ;PDIV        [9:4]    Pre-divider control        0x03 / 0x03
    ;SDIV        [1:0]    Post divider control    0x0 / 0x0    

    ;InputFrequency        OutputFrequency        MDIV        PDIV    SDIV
    ;12.0000MHz         48.00 MHz(Note)     56(0x38)     2        2
    ;12.0000MHz         96.00 MHz(Note)     56(0x38)     2        1
    ;12.0000MHz         271.50 MHz             173(0xad)     2        2
    ;12.0000MHz         304.00 MHz             68(0x44)     1        1
    ;12.0000MHz         405.00 MHz             127(0x7f)     2        1
    ;12.0000MHz         532.00 MHz             125(0x7d)     1        1

    ;Configure UPLL
    ; 根据手册，要对PLL进行设置的话，就需要先设置UPLLCON，再设置MPLLCON
    ; 并且中间需要有至少七个指令周期的延时
    ; (Needs intervals approximately 7 NOP)
    ; U_MDIV        EQU    56        ;Fin=12.0MHz Fout=48MHz
    ; U_PDIV        EQU    2
    ; U_SDIV        EQU    2
    ldr    r0,=UPLLCON
    ldr    r1,=((U_MDIV<<12)+(U_PDIV<<4)+USDIV)
    str    r1,[r0]

    ;(Needs intervals approximately 7 NOP)
    nop    ; Caution: After UPLL setting, at least 7-clocks delay must be inserted for setting hardware be completed.
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    ;Configure MPLL
    ; M_MDIV     EQU    68        ; 68 = 0x44 Fin=12.0MHz Fout=304.8MHz
    ; M_PDIV     EQU    1
    ; M_SDIV     EQU    1        ; 2440A
    ; 设为(0x44 << 12)|(0x01 << 4)|(0x01)，即0x00044011
    ; Fclk:Hclk:Pclk = 1:3:6 =>  Fclk = 300MHz, Hclk = 100MHz, Pclk = 50MHz
    ;
    ldr    r0,=MPLLCON
    ldr    r1,=((M_MDIV<<12)+(M_PDIV<<4)+M_SDIV)
    str    r1,[r0]
    ]

       ;Check if the boot is caused by the wake-up from SLEEP mode.
       ; GSTATUS2        Bit            Description
    ; Reserved        [3]            Reserved
    ; WDTRST        [2]            Boot is caused by Watch Dog Reset                cleared by writing “1”
    ; SLEEPRST        [1]            Boot is caused by wakeup reset in sleep mode    cleared by writing “1”.
    ; PWRST            [0]            Boot is caused by power on reset                cleared by writing “1”
    ldr    r1,=GSTATUS2
    ldr    r0,[r1]
    tst    r0,#0x2
    ;In case of the wake-up from SLEEP mode, go to SLEEP_WAKEUP handler.
    bne    WAKEUP_SLEEP

    ;EXPORT伪指令声明一个全局标号
    EXPORT StartPointAfterSleepWakeUp
StartPointAfterSleepWakeUp

    ;Set memory control registers
     ldr    r0,=SMRDATA
    ldr    r1,=BWSCON    ;BWSCON Address
    add    r2, r0, #52    ;End address of SMRDATA
    ;r2 = r0 + 52

    ; beq  %F[ ]中，b为跳转指令，eq为相等条件标识，整条语句的意思就是
    ; 如果相等，则在此条语句后面的代码中搜索[ ]标号并跳转。
    ; 同样的 bcc %B[ ] 其中cc为无符号数小于，%B在此条语句前面的代码中搜索并跳转

    ;下面是一个循环
    ;首先把r0指向的地址单元的一个字（4字节）的内容复制到r3中，
    ;然后r0+4，这样的话下次取的值将会是SMRDATA中的下一个个字
    ;
    ;将r3中的值写入到r1的地址单元（BWSCON）中，并将r1+1，即
    ;下一次将会写入到BWSCON的下一个控制器
    ;控制器以此为：BWSCON - BANKCON0 - BANKCON1 - BANKCON2  ……BANKCON7
    ;              BANKSIZE - MRSRB6 - MRSRB7
0
    ldr    r3, [r0], #4
    str    r3, [r1], #4
    cmp    r2, r0    ;CPSR = r2 - r0        
    bne    %B0        ;不等于0时跳转，也就是说一直循环直到将上面所说的控制器全部
                ;设置了值之后才继续执行下一步

         ;Initialize stacks
    bl    InitStacks

      ; Setup IRQ handler
    ldr    r0,=HandleIRQ  ;This routine is needed
    ldr    r1,=IsrIRQ       ;if there isn't 'subs pc,lr,#4' at 0x18, 0x1c
    str    r1,[r0]

    ;If main() is used, the variable initialization will be done in __main().
    [    :LNOT:USE_MAIN    
        ;Copy and paste RW data/zero initialized data
    LDR     r0, =|Image$$RO$$Limit| ; Get pointer to ROM data
    LDR     r1, =|Image$$RW$$Base|  ; and RAM copy
    LDR     r3, =|Image$$ZI$$Base|  

    ;Zero init base => top of initialised data
    CMP     r0, r1      ; Check that they are different
    BEQ     %F2
1       
    CMP     r1, r3      ; Copy init data
    LDRCC   r2, [r0], #4    ;--> LDRCC r2, [r0] + ADD r0, r0, #4         
    STRCC   r2, [r1], #4    ;--> STRCC r2, [r1] + ADD r1, r1, #4
    BCC     %B1
2       
    LDR     r1, =|Image$$ZI$$Limit| ; Top of zero init segment
    MOV     r2, #0
3       
    CMP     r3, r1      ; Zero init
    STRCC   r2, [r3], #4
    BCC     %B3
    ]

    [ :LNOT:THUMBCODE
        bl    Main        ;Don't use main() because ......because what？
        b    .                       
    ]

    [ THUMBCODE         ;for start-up code for Thumb mode
        orr    lr,pc,#1
        bx    lr
        CODE16
        bl    Main        ;Don't use main() because because what？
        b    .
        CODE32
    ]

;function initializing stacks
;初始化堆栈的代码还没仔细研究，正文字数超过最大限制，只有不贴下面的了……

一：地址空间的分配
1:s3c2440是32位的，所以可以寻址4GB空间，内存（SDRAM）和端口（特殊寄存器），还有ROM都映射到同一个4G空间里.
2:开发板上一般都用SDRAM做内存flash（nor、nand）来当做ROM。其中nand flash没有地址线，一次至少要读一页(512B).其他两个有地址线
3:norflash不用来运行代码，只用来存储代码，NORflash，SDRAM可以直接运行代码）
4:s3c2440总共有8个内存banks
6个内存bank可以当作ROM或者SRAM来使用
留下的2个bank除了当作ROM 或者SRAM，还可以用SDRAM(各种内存的读写方式不一样)
7个bank的起始地址是固定的
还有一个灵活的bank的内存地址，并且bank大小也可以改变
5:s3c2440支持两种启动模式：NAND和非NAND（这里是nor flash）。
具体采用的方式取决于OM0、OM1两个引脚
OM[1:0所决定的启动方式
OM[1：0]=00时，处理器从NAND Flash启动
OM[1：0]=01时，处理器从16位宽度的ROM启动
OM[1：0]=10时，处理器从32位宽度的ROM启动。
OM[1：0]=11时，处理器从Test Mode启动。
当从NAND启动时
cpu会自动从NAND flash中读取前4KB的数据放置在片内SRAM里（s3c2440是soc），同时把这段片内SRAM映射到nGCS0片选的空间（即0x00000000）。cpu是从0x00000000开始执行，也就是NAND flash里的前4KB内容。因为NAND FLASH连地址线都没有，不能直接把NAND映射到0x00000000，只好使用片内SRAM做一个载体通过这个载体把nandflash中大代码复制到RAM(一般是SDRAM)中去执行
当从非NAND flash启动时
nor flash被映射到0x00000000地址（就是nGCS0，这里就不需要片内SRAM来辅助了，所以片内SRAM的起始地址还是0x40000000）. 然后cpu从0x00000000开始执行（也就是在Norfalsh中执行）。

总结：
Arm的启动都是从0地址开始，所不同的是地址的映射不一样。在arm开电的时候，要想让arm知道以某种方式（地址映射方式）运行，不可能通过你写的某段程序控制，因为这时候你的程序还没启动，这时候arm会通过引脚的电平来判断。

1当引脚OM0跟OM1有一个是高电平时，这时地址0会映射到外部nGCS0片选的空间，也就是Norflash，程序就会从Norflash中启动，arm直接取Norflash中的指令运行。
2当OM0跟OM1都为低电平，则0地址内部bootbuf（一段4k的SRAM）开始。系统上电，arm会自动把NANDflash中的前4K内容考到bootbuf（也就是0地址），然后从0地址运行。
这时NANDFlash中的前4K就是启动代码（他的功能就是初始化硬件然后在把NANDFlash中的代码复制到RAM中，再把相应的指针指向该运行的地方）
为什么会有这两种启动方式，关键还是两种flash的不同特点造成，NOR FLASH容量小，速度快，稳定性好，输入地址，然后给出读写信号即可从数据口得到数据，适合做程序存储器。NAND FLASH 总容量大，但是读写都需要复杂的时序，更适合做数据存储器。这种不同就造成了NORflash可以直接连接到arm的总线并且可以运行程序，而NANDflash必须搬移到内存（SDRAM）中运行。
在实际的开发中，一般可以把bootloader烧入到Norflash，程序运行可以通过串口交互，进行一定的操作，比如下载，调试。这样就很可以很方便的调试你的一些代码。Norflash中的Bootloader还可以烧录内核到Norflash等等功能。

我也在用这块板子.
说下我的看法吧.
主流的s3c2440A处理器,arm9内核
接口齐全,文档也比较丰富.利用板载资源可以学习不少东西.完整的嵌入式wince和linux都可以开发.还可以移植其它系统,当然这方面用的就少了.
目前来看是做学习板较好的厂商.售后没接触过,因为我还没遇到什么问题需要联系售后的.
有专门的交流论坛.
烧程序需要串口,jtag调试需要并口.一般笔记本都不带这些接口了.所以需要买个转接的,usb转串口的统统不好用,我试过N多的了,不好用.买个了华塑pc卡转串口的,可卡好像有毛病,有时超级终端输不进去.也许我买到假货了.后来我买了个OpenJtag,这个东西可以转串口,可以转Jtag,烧写速度也快.但是我不习惯在Eclipse下搞.所以只把它当串口用了.
有点扯远了,友善的板子不错.性价比高.推荐.
micro2440和mini2440相比,micro是做的核心版和底板是分开的,所以用jtag调试时可以不用底板,micro多了点硬件资源,串口也多了.其它没什么区别.
性价比高的是mini2440,不用在这上面过多考虑了.用mini的人很多.
不管怎样,选个开发板后好好研究下,肯定有成果的.