|
在第一章中，介紹了迅為4412 的 iROM、啟動方式、源碼組成等；在第二章中，介紹uboot 編譯等。通過前面對編譯的詳細分析，了解到 uboot 源碼中有以下幾個文件是非常重要的： “cpu/arm_cortexa9/start.S” “board/samsung/smdkc210/lowlevel_init_SCP.S 或者 lowlevel_init_POP.S” “include/configs/itop_4412_android.h 或者 itop_4412_ubuntu.h” 其中“cpu/arm_cortexa9/start.S”是 uboot 代碼入口文件，分析 uboot 一般是從 “start.S”文件開始，“l(fā)owlevel_init_SCP.S”文件是內(nèi)存初始化、時鐘初始化和串口初始化 等的文件，start.S 文件在運行過程中會跳到這個文件中。 “itop_4412_android.h 或者 itop_4412_ubuntu.h”文件是重要的配置頭文件，里面的 宏配置，會影響以上文件如何編譯和運行，包括在下一章節(jié)中 uboot 源碼的 C 語言部分，很 多代碼編譯和運行都會受到這個頭文件的影響。 本章主要內(nèi)容是，從“start.S”文件開始分析所有匯編代碼，截止于 uboot 開始執(zhí)行 C代碼。其中涉及到很多不常用概念，需要我們?nèi)チ私夂驼莆眨簧婕暗絽R編語法，需要我們?nèi)チ私狻?br /> 3.1 分析 uboot 匯編源碼必要的知識和學(xué)習方法匯總 本小節(jié)，結(jié)合 datasheet 介紹 4412 的物理地址概念，這部分和單片機中類似；介紹匯編語法如何學(xué)習以及要掌握到什么程度；匯編部分調(diào)試方法。 3.1.1 4412 的物理地址和虛擬地址介紹 如果用戶學(xué)習過迅為的 linux 驅(qū)動教程，其中有一期，專門介紹物理地址和虛擬地址的概念。幾乎在所有現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，物理地址都是通過 MMU（內(nèi)存管理單元）映射為虛擬地址。但是在 uboot 匯編部分，還是直接操作物理地址的。 物理地址的概念。 MPU 地址總線傳來的地址，由硬件電路控制其具體含義。物理地址中很大一部分是留給內(nèi)存條中的內(nèi)存的。物理地址空間，一部分給內(nèi)存用，一部分給總線用，這是由硬件設(shè)計來決定的，因此在 32 bits 地址線的處理器中，物理地址空間是 2 的 32 次方，即 4GB，但物理RAM 一般不能上到 4GB，因為還有一部分要給總線用（總線上還掛著別的許多設(shè)備）。 對于有單片機基礎(chǔ)的用戶來說，物理地址還是比較好理解，例如在 51 單片機中，P0.0 表示小燈的輸出寄存器，給這個寄存器寫 1 小燈滅，寫 0 小燈亮，寄存器 P0.0 的地址就是物理地址。 P0 = 0xfe；//小燈亮 P0 = 0xff；//小燈滅 P0 在 51 寄存器頭文件中，有一個宏定義它的實際地址，也就是物理地址。 在 4412 中，物理地址太多了，根本沒有辦法全部介紹，2000 多頁的 datasheet 中大部分都是介紹寄存器，一個一個介紹是無法實現(xiàn)的。但是我們有必要掌握和理解其中的寄 存器框架和典型寄存器。 在 4412datasheet 第三章“Memory Map”中，如下圖所示，這是 4412 全部基地址的描述。 
注意上表中，0x4000_0000~0xA000_0000，0xA000_0000~0x0000_0000 這兩個地址區(qū)間，這兩個區(qū)間是 DMC 內(nèi)存控制器的尋址地址，也就是內(nèi)存的物理地址。實際上 4412 最大支持的內(nèi)存可以達到 3G，32 位處理器理論上可以支持 2 的 32 次方（最大 4G），如上表所示，其中 1G 的地址給了 iROM、iRAM 等等這些 MPU 內(nèi)部寄存器使用，所以 32 位 MPU 是不可能達到 4G 內(nèi)存的。 現(xiàn)代操作系統(tǒng)普遍采用虛擬內(nèi)存管理（Virtual Memory Management）機制，這需要MMU（Memory Management Unit）的支持。MMU 通常是 CPU 的一部分，如果處理器沒有 MMU，或者有 MMU 但沒有啟用，CPU 執(zhí)行單元發(fā)出的內(nèi)存地址將直接傳到芯片引腳上，被內(nèi)存芯片（物理內(nèi)存）接收，這稱為物理地址（Physical Address），如果處理器啟用了 MMU，CPU 執(zhí)行單元發(fā)出的內(nèi)存地址將被 MMU 截獲，從 CPU 到 MMU 的地址稱為虛擬地址（Virtual Address），而 MMU 將這個地址翻譯成另一個地址發(fā)到 CPU 芯片的外部地址引腳上，也就是將虛擬地址映射成物理地址。通過內(nèi)存管理單元，可以實現(xiàn) 4G 的虛擬內(nèi)存。 在 uboot 代碼中，需要多次用到以上地址的概念，其中內(nèi)存管理單元被開啟或者關(guān)閉，所以有必要先介紹一下這幾個地址的概念。 3.1.2 關(guān)于匯編語法 如果學(xué)習過單片機課程，會發(fā)現(xiàn)大部分都是使用 C 語言去編碼，匯編使用的非常少了。那么還有必要去學(xué)習匯編么？其實是沒有必要的，因為在 uboot 中匯編代碼量非常少，以4412 的 uboot 源碼為例，其中有效的匯編代碼不足 200 行，我們根本不需要為了讀懂 200行代碼專門去學(xué)習一門編程語言。 作者這里建議，首先我們的目標是一定要把這些代碼讀明白，如果不明白會影響后面 C代碼的閱讀，以及 uboot 的移植；其次，我們要弄清楚每一行有效匯編代碼的語法。 現(xiàn)在我們已經(jīng)知道匯編是從“cpu/arm_cortexa9/start.S”這個文件開始執(zhí)行，那么我們就從第一行代碼的語法開始學(xué)習，代碼執(zhí)行到或者跳到哪一行，我們就學(xué)習這一行代碼的語法。 在手冊的附錄部分，我們會依次介紹匯編代碼中出現(xiàn)的語法，大家也可以通過互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習每一行執(zhí)行的匯編語法。 3.1.3 uboot 匯編代碼初始化串口之前的簡易調(diào)試方法 在前面教程中我們介紹過，從 A9 開始，開發(fā)板一般都不配 jtag，jtag 價格昂貴，在 A9之前，由于引導(dǎo)程序 uboot 必須通過 jtag 來燒寫，但是在 A9 處理器上，大部分都是支持 tf卡引導(dǎo)，這樣可以免去 jtag 的費用，燒寫變的簡單高效。 那么沒有 jtag，對于 uboot 的調(diào)試，我們沒法單步調(diào)試，如果有一行代碼我們不是很確定到底執(zhí)行了沒，或者跳到哪一行。如果代碼已經(jīng)執(zhí)行到串口初始化階段，當然是可以通過串口打印字符來實現(xiàn)，在串口初始化之前，其實可以通過控制 LED 燈來跟蹤代碼。 以下是開發(fā)板上兩個小燈控制的代碼，可以將小燈點亮。 點亮 LED2 燈： ldr r0, =0x11000104 /* GPL2(0) */ ldr r1, =0x00000001 /* GPL2(0 output high） */ str r1, [r0] ldr r0, =0x11000100 /* GPL2(0) */ ldr r1, =0x00000001 /* GPL2(0 output high） */ str r1, [r0] 點亮 LED3： ldr r0, =0x11000060 ldr r1, =0x00000010 str r1, [r0] ldr r0, =0x11000064 ldr r1, =0x00000002 str r1, [r0] 這里簡單介紹下這幾行匯編代碼的含義。 ldr r0, =0x11000104 ldr 是將 0x11000104 值賦給 r0 寄存器。這個值地址為 GPL2DAT。 ldr r1, =0x00000001 ldr 是取 0x11000104 地址的值賦給 r1 寄存器。 str r1, [r0] str 是將 r1 的值寫入到 r0 數(shù)值對應(yīng)物理地址寄存器中。將 0x00000001 寫入到 0x11000104 地址寄存器中，0x11000104 地址是 GPL2DAT 寄存器。 ldr r0, =0x11000100 /* GPL2(0) */ ldr r1, =0x00000001 /* GPL2(0 output high） */ str r1, [r0] 將 0x00000001 寫入到 0x11000100 地址寄存器中，0x11000100 地址是 GPL2CON 寄存器。執(zhí)行這兩步就可以將 LED2 點亮。 點亮 LED3 和點亮 LED2 類似。 在串口初始化之前可以通過點燈來實現(xiàn)調(diào)試，串口初始化之后可以通過打印字符來跟蹤調(diào)試代碼。 銜接--嵌入式學(xué)習丨迅為4412開發(fā)板-uboot源碼-匯編-源碼分析（二） |
