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2410启动代码分析

这一章主要对目前广泛流行的2410启动代码进行分析：S3C2410的初始化代码主要涉及到对系统主要模块的配置、运行环境的建立、系统时钟、MMU等模块的配置，下面按执行顺序依次都各个部分进行分析：

程序入口：（ResetHandler）
在程序一开始，首先进行的一些操作主要保证初始化程序能够顺利的运行， 因此主要包括关闭WDT、中断，配置锁相环等。

配置memory接口
memory接口是确保数据访问正确的基本保障，此处主要配置SFR寄存器中0x48000000开始的memory接口寄存器组， 确保每个bank的位宽、访问类型（waitable）以及时序参数正确。如果没有特别的要求，一般来说时序参数使用默认值即可。

初始化堆栈
ARM有6种运行模式，必须为每一种模式提供独立的堆栈空间，在堆栈设置之前是不能进行C函数的调用的。ARM的堆栈模式 是从高地址递减的，我的所有代码统一将堆栈的首地址设在0x33ff8000处，往低依次为FIQ、IRQ、Abort、Undef、SVC，其中
SVC和User模式不予区分。堆栈大小一般可在头文件或者当前文件中修改。

运行空间的初始化
这段代码主要完成两个功能，一是将RW数据搬运到RW空间（我们生成ROM镜像时，RW数据是跟在RO数据之后的），二是 初始化ZI数据段。当然，这段代码存在的前提是代码的运行环境只是标准的两段式：一段RO空间和一段RW空间；并且在C程序
入口时没有调用编译器的链接库（__main）。后者已经提供相应的功能，并且支持更加复杂的运行环境定义（使用SCF文件），
（关于这一点，我在介绍ADS中C代码的启动模式时已经详细介绍）。

__rt_lib_init
在ADS1.2的环境中，如果在C入口没有调用编译器的链接库（__main），那么在C程序一开始要调用该函数以初始化运行时的函数库，以保证对ADS提供的某些库函数能够正常调用。从这个函数开始，我们已经在C语言环境下了。

MMU初始化
2410的MMU支持1级＆2级地址映射，在我们目前大部分应用中均采用1级section模式的地址映射，一个section的大小为1M，也就是说从逻辑地址到物理地址的转变是这样的一个过程：
一个32位的地址，高12位决定了该地址在页表中的index，这个index的内容决定了该逻辑section对应的物理section； 低20位决定了该地址在section中的偏移（index）。
因此从0x0～0xffffffff的地址空间总共可以分成0x1000（4K）个section，页表中每项的大小为32个bit，因此页表的大小为0x4000（16K）。在我的代码中所有程序的页表统一存放在地址0x33ff8000。
每个页表项的内容如下:

bit: 31 20 19 12 11 10 9 8 5 4 3 2 1 0
content: Section对应的物理地址 NULL AP 0 Domain 1 C B 1 0

最低两位（10）是section分页的标识。
AP：Access Permission，区分只读、读写、SVC＆其它模式。
Domain：每个section都属于某个Domain，一个有16个Domain，每个Domain的属性由CP15的R3寄存器控制。 在我得所有程序中，都只包含两个Domain，一个是SFR地址以下（包括SFR）的空间，可访问； 另一个是SFR以上的空间，不可访问。
C、B：这两位决定了该section的cache＆write buffer属性，这与该段的用途(RO or RW)有密切关系。不同的用途要做不同的设置。

C B 具体含义
0 0 无cache，无写缓冲，任何对memory的读写都反映到ASB总线上。

对 memory 的操作过程中CPU需要等待。
0 1 无cache，有写缓冲，读操作直接反映到ASB总线上。写操作CPU将数据写

入 到写缓冲后继续运行，由写缓冲进行ASB操作。
1 0 有cache，写通模式，读操作首先考虑cache hit；写操作时直接将数据写入

写缓冲，如果同时出现cache hit，那么也更新cache。
1 1 有cache，写回模式，读操作首先考虑cache hit；写操作也首先考虑cache，

如果hit，则只修改cache，并将cache对应半行的dirty比特置位；如果miss，

则写入写缓冲，触发ASB总线操作。

在我的程序中内存空间的分配统一采用了文末的MEMORY图。虽然MMU只是使用了逻辑地址到物理地址的linear transfer（值不改变），但是由于MMU能够引入cache＆write buffer，因此系统性能有很大的提高！

配置时钟比、重新设置PLL
2410内部有三个时钟：FCLK、HCLK、PCLK，分别供CPU、AHB总线和APB总线使用，为了降低功耗，一般都选择周期比为1：2：4的合理配置。 同时将PLL配置为运行环境时钟，一般都达到最高202M。

IO初始化
将IO口配置为对应的功能选项，同时一般会点亮相应的LED灯。

中断初始化
2410的内存空间没有remap的机制，应该中断入口时钟位于零地址。因此中断服务机制可以描述如下：
首先，不管使用那种启动方式，必须确保一下代码段位于内存的0x0地址：
b ResetHandler
b HandlerUndef ;handler for Undefined mode
b HandlerSWI ;handler for SWI interrupt
b HandlerPabort ;handler for PAbort
b HandlerDabort ;handler for DAbort
b . ;reserved
b HandlerIRQ ;handler for IRQ interrupt
b HandlerFIQ ;handler for FIQ interrupt
除ResetHandler外，其余各项都是由如下的宏定义的一段代码：
HandlerFIQ HANDLER HandleFIQ
MACRO
$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel
$HandlerLabel
sub sp,sp,#4 ;decrement sp(to store jump address)
stmfd sp!,{r0} ;PUSH the work register to stack
ldr r0,=$HandleLabel ;load the address of HandleXXX to r0
ldr r0,[r0] ;load the contents
str r0,[sp,#4] ;store the contents(ISR) of HandleXXX to stack
ldmfd sp!,{r0,pc} ;POP the work register and pc(jump to ISR)
MEND
这段代码的含义是通过堆栈将中断向量表中的内容赋给PC指针（如HandleFIQ是存放着FIQ服务程序入口地址的地址），自然程序就跳到相应的入口地址。
可见，中断向量表存放的是各个中断服务程序的入口地址，它是用来被加载的，而并不是可执行代码。为了统一，所有示例程序都将中断向量表放在0x33ffff00开始的地址，并根据入口地址依次排列。
需要注意的是如果各种模式的服务程序用C语言定义，那么类型必须用__irq定义，以保证能够正确返回。

初始化串口
串口统一选用UART0，模式采用115200、1bit STOP、No Parity。

最后跳转到我们自己的应用程序！

附：我得程序所使用的地址空间结构以及MMU中C、B的设置：

Blank Area: RW_FAULT 0x5b000000 ～ 0xffffffff

Sram & SFR: NCNB 0x40000000 ～ 0x4affffff

Blank Area: RW_FAULT 0x34000000 ～ 0x3fffffff

Int_Vec, Stack, MTT: CNB 0x33f00000 ～ 0x33ffffff

SDRAM Download: NCNB 0x31000000 ～ 0x33efffff

SDRAM Exec RW: CB 0x30800000 ～ 0x30ffffff

SDRAM Exec R CNB 0x30000000 ～ 0x307fffff

Bank5, FPGA: NCNB 0x28000000 ～ 0x2fffffff

Bank4, FPGA: NCNB 0x20000000 ～ 0x27ffffff

Bank3, Bottom NIC: NCNB 0x18000000 ～ 0x1fffffff

Bank2, Bottom Flash: CNB 0x10000000 ～ 0x17ffffff

Bank1, Bottom Sram: CNB 0x08000000 ～ 0x0fffffff

Bank0, Flash or Sram: CNB 0x00000000 ～ 0x07ffffff