S3c2410软件调试总结
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。
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