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 *.bin
2. 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;
