S3C6410之uboot回炉再造（3）lowlevle_init.S

　　这一篇粗略讲一下lowlevel_init.S内部的模块。

　　1、_TEXT_BASE

#include <config.h>
#include <version.h>

#include <asm/arch/s3c6400.h>

#ifdef CONFIG_SERIAL1
#define ELFIN_UART_CONSOLE_BASE (ELFIN_UART_BASE + ELFIN_UART0_OFFSET)
#elif defined(CONFIG_SERIAL2)
#define ELFIN_UART_CONSOLE_BASE (ELFIN_UART_BASE + ELFIN_UART1_OFFSET)
#else
#define ELFIN_UART_CONSOLE_BASE (ELFIN_UART_BASE + ELFIN_UART2_OFFSET)
#endif

_TEXT_BASE:
    .word    TEXT_BASE

　　来看一下最后两句的的反汇编

00000000 <_TEXT_BASE>:      
   0:    57e00000     .word    0x57e00000

　　看到这里的 0x57e00000 有种似曾相识的感觉，但是这段代码的特殊位置决定了这个地址是无效的。

　　回想一下上一篇的地址无关性，就能明白了。

　　2、点亮LED

 17     .globl lowlevel_init
 18 lowlevel_init:
 19     mov    r12, lr
 20 
 21     /* LED on only #8 */
 22     ldr    r0, =ELFIN_GPIO_BASE
 23     ldr    r1, =0x55540000
 24     str    r1, [r0, #GPNCON_OFFSET]
 25 
 26     ldr    r1, =0x55555555
 27     str    r1, [r0, #GPNPUD_OFFSET]
 28 
 29     ldr    r1, =0xf000
 30     str    r1, [r0, #GPNDAT_OFFSET]
 31 

　　3、关闭看门狗

 32     /* Disable Watchdog */
 33     ldr    r0, =0x7e000000        @0x7e004000
 34     orr    r0, r0, #0x4000
 35     mov    r1, #0
 36     str    r1, [r0]
 37 

　　从这里看到，在 start.S 中取出的关闭看门狗原来是移动到了这里执行。

　　这样做的好处是，让每个单独部分的代码信息显得更紧凑一些。

　　4、读一次外部中断，然后清除中断信号 

    /* External interrupt pending clear */
    ldr    r0, =(ELFIN_GPIO_BASE+EINTPEND_OFFSET)    /*EINTPEND*/
    ldr    r1, [r0]
    str    r1, [r0]

    ldr    r0, =ELFIN_VIC0_BASE_ADDR    @0x71200000
    ldr    r1, =ELFIN_VIC1_BASE_ADDR    @0x71300000

　　5、将所有中断设置为IRQ

 51     /* Set all interrupts as IRQ */
 52     mov    r3, #0x0
 53     str    r3, [r0, #oINTMOD]
 54     str    r3, [r1, #oINTMOD]
 55 

　　6、等待中断清除

 56     /* Pending Interrupt Clear */
 57     mov    r3, #0x0
 58     str    r3, [r0, #oVECTADDR]
 59     str    r3, [r1, #oVECTADDR]
 60 

　　这里的作用应该等效于禁用中断。

　　7、初始化系统时钟

 61     /* init system clock */
 62     bl system_clock_init
 63 　　//具体实现代码在118行

　　8、初始化UART串口和NAND flash

 64 #ifndef CONFIG_NAND_SPL
 65     /* for UART */
 66     bl uart_asm_init
 67 #endif
 68 
 69 #ifdef CONFIG_BOOT_NAND
 70     /* simple init for NAND */
 71     bl nand_asm_init
 72 #endif
 73 

　　9、内存控制的初始化

 74     /* Memory subsystem address 0x7e00f120 */
 75     ldr    r0, =ELFIN_MEM_SYS_CFG
 76 
 77     /* Xm0CSn2 = NFCON CS0, Xm0CSn3 = NFCON CS1 */
 78     mov    r1, #S3C64XX_MEM_SYS_CFG_NAND
 79     str    r1, [r0]
 80 
 81     bl    mem_ctrl_asm_init
 82 

　　10、测试将要使用的功能

 83 /* Wakeup support. Don't know if it's going to be used, untested. */
 84     ldr    r0, =(ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + RST_STAT_OFFSET)
 85     ldr    r1, [r0]
 86     bic    r1, r1, #0xfffffff7
 87     cmp    r1, #0x8
 88     beq    wakeup_reset
 89 
 90 1:
 91     mov    lr, r12
 92     mov    pc, lr
 93 
 94 wakeup_reset:
 95 
 96     /* Clear wakeup status register */
 97     ldr    r0, =(ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + WAKEUP_STAT_OFFSET)
 98     ldr    r1, [r0]
 99     str    r1, [r0]
100 
101     /* LED test */
102     ldr    r0, =ELFIN_GPIO_BASE
103     ldr    r1, =0x3000
104     str    r1, [r0, #GPNDAT_OFFSET]
105 
106     /* Load return address and jump to kernel */
107     ldr    r0, =(ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + INF_REG0_OFFSET)
108     /* r1 = physical address of s3c6400_cpu_resume function */
109     ldr    r1, [r0]
110     /* Jump to kernel (sleep-s3c6400.S) */
111     mov    pc, r1
112     nop
113     nop

　　11、时钟初始化的执行代码

114 /*
115  * system_clock_init: Initialize core clock and bus clock.
116  * void system_clock_init(void)
117  */
118 system_clock_init:
119     ldr    r0, =ELFIN_CLOCK_POWER_BASE    /* 0x7e00f000 */
120 
121 #ifdef CONFIG_SYNC_MODE
122     ldr    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
123     mov    r2, #0x40
124     orr    r1, r1, r2
125     str    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
126 
127     nop
128     nop
129     nop
130     nop
131     nop
132 
133     ldr    r2, =0x80
134     orr    r1, r1, r2
135     str    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
136 
137 check_syncack:
138     ldr    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
139     ldr    r2, =0xf00
140     and    r1, r1, r2
141     cmp    r1, #0xf00
142     bne    check_syncack
143 #else    /* ASYNC Mode */
144     nop
145     nop
146     nop
147     nop
148     nop
149 
150     /*
151      * This was unconditional in original Samsung sources, but it doesn't
152      * seem to make much sense on S3C6400.
153      */
154 #ifndef CONFIG_S3C6400
155     ldr    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
156     bic    r1, r1, #0xC0
157     orr    r1, r1, #0x40
158     str    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
159 
160 wait_for_async:
161     ldr    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
162     and    r1, r1, #0xf00
163     cmp    r1, #0x0
164     bne    wait_for_async
165 #endif
166 
167     ldr    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
168     bic    r1, r1, #0x40
169     str    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
170 #endif
171 
172     mov    r1, #0xff00
173     orr    r1, r1, #0xff
174     str    r1, [r0, #APLL_LOCK_OFFSET]
175     str    r1, [r0, #MPLL_LOCK_OFFSET]
176 
177     /* Set Clock Divider */
178     ldr    r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]
179     bic    r1, r1, #0x30000
180     bic    r1, r1, #0xff00
181     bic    r1, r1, #0xff
182     ldr    r2, =CLK_DIV_VAL
183     orr    r1, r1, r2
184     str    r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]
185 
186     ldr    r1, =APLL_VAL
187     str    r1, [r0, #APLL_CON_OFFSET]
188     ldr    r1, =MPLL_VAL
189     str    r1, [r0, #MPLL_CON_OFFSET]
190 
191     /* FOUT of EPLL is 96MHz */
192     ldr    r1, =0x200203
193     str    r1, [r0, #EPLL_CON0_OFFSET]
194     ldr    r1, =0x0
195     str    r1, [r0, #EPLL_CON1_OFFSET]
196 
197     /* APLL, MPLL, EPLL select to Fout */
198     ldr    r1, [r0, #CLK_SRC_OFFSET]
199     orr    r1, r1, #0x7
200     str    r1, [r0, #CLK_SRC_OFFSET]
201 
202     /* wait at least 200us to stablize all clock */
203     mov    r1, #0x10000
204 1:    subs    r1, r1, #1
205     bne    1b
206 
207     /* Synchronization for VIC port */
208 #if defined(CONFIG_SYNC_MODE)
209     ldr    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
210     orr    r1, r1, #0x20
211     str    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
212 #elif !defined(CONFIG_S3C6400)
213     /* According to 661558um_S3C6400X_rev10.pdf 0x20 is reserved */
214     ldr    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
215     bic    r1, r1, #0x20
216     str    r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
217 #endif
218     mov    pc, lr
219 
220 

　　12、串口初始化的执行代码

221 #ifndef CONFIG_NAND_SPL
222 /*
223  * uart_asm_init: Initialize UART's pins
224  */
225 uart_asm_init:
226     /* set GPIO to enable UART */
227     ldr    r0, =ELFIN_GPIO_BASE
228     ldr    r1, =0x220022
229     str    r1, [r0, #GPACON_OFFSET]
230     mov    pc, lr
231 #endif
232 

　　13、NAND flash的初始化

　　后面有详细分析，这里不重复粘贴了。

　　14、MMU的初始化

　　同上。

　　这篇比较偷懒，但是想把主要精力放在start.S的分析上。

　　其实这也是分析方法的一种，看代码的时候先了解模块的代码区，若想深入了解某个模块的实现，则再深入到每一行代码中理解。

 

　　总结一下 lowlevl_init 的总体实现内容：

　　1、点亮LED；

　　2、关闭看门狗；

　　3、禁用中断；

　　4、初始化时钟；

　　5、初始化串口；

　　6、初始化NAND FLASH；

　　7、初始化MMU（根据宏声明而定）。

　　这里补上两段代码的分析：

　　NAND flash的初始化 与 MMU 的初始化，因为在 kernel 的启动过程中还会有类似的代码段，现在分析了，到后面分析 kernel 初始化的时候可以做一个对比。

　　1、首先是 NAND FLASH 的初始化

233 #ifdef CONFIG_BOOT_NAND
234 /*
235  * NAND Interface init for SMDK6400
236  */
237 nand_asm_init:
238     ldr    r0, =ELFIN_NAND_BASE
239     ldr    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]
240     orr    r1, r1, #0x70
241     orr    r1, r1, #0x7700
242     str    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]
243 
244     ldr    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]
245     orr    r1, r1, #0x07
246     str    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]
247 
248     mov    pc, lr
249 #endif
250 

　　1）确认成立条件　CONFIG_BOOT_NAND

　　这个条件声明在/include/configs/smdk6400.h中，所以下面的执行代码是有效的。

　　接着深入分析

238     ldr    r0, =ELFIN_NAND_BASE
//在/include/asm-arm/arch-s3c64xx/s3c6400.h中声明了
#define　　ELFIN_NAND_BASE　　0x70200000
//这里采用的是伪汇编指令，即将其值放入 r0 中

　　2）进入s3c6410 UM中检索 ELFIN_NAND_BASE 相关地址信息找到table 2-3 中有相应的地址信息。

Address   　　　　　　 　　　　Description
0x7020_0000 ~ 0x702F_FFFF　　NFCON SFR

　　接着在UM中检索0x7020_0000 可以跳转到8.11节。

　　看了之后发现，这一小篇内容描述的是 NAND FALSH 控制寄存器地图。

　　其中 base 就是我们的 0x7020_0000。

　　从UM中，我们先看到 0x7020_0000 代表的意思：

　　NFCONF （Nand Flash CONFiguration）寄存器功能为 Nand Flash Configuration register。

　　复位值为 0xX000_100X

　　相对应的位的信息为

//不同关系的作用位用 ',' 隔开，总体以 4 bit 来分隔， 含同一组作用位的用 '|' 隔开。
[31, 30, 29 28 | 27 26, 25, 24 | 23, 22 21 20 | 19 18 17 16 ]
[15, 14 13 12, | 11, 10 9 8, | 7, 6 5 4, | 3, 2, 1, 0]
//按作用位组来介绍
//1、 X, 0, 0 0 ---> X
31 - Reserved, 30 - [0:系统时钟 > 66MHZ; 1:系统时钟 < 66MHZ], 29 28 - Reserved
//2、 0 0, 0, 0 ---> 0
27 26 - Reserved, 25 - ECC校验长度 [0:512 byte; 1:24 byte ], 24 - 联合23
//3、 0, 0 0 0 ---> 0
24 23 - ECC类型 [00: 1 bit; 10: 4 bit; 01: 8 bit /*注意4 bit 和 8 bit 的类型码*/]
22 : 15 - Reserved
//4、 0 0 0 0 ---> 0
//5、 0, 0 0 1 ---> 1
14 13 12 - CLE & ALE 持续时间设定 
//6、 0, 0 0 0 ---> 0
11 - Reserved, 10 9 8 - TWRPH0 持续时间设定
//7、 0, 0 0 0 ---> 0
7 - Reserved, 6 5 4 - TWRPH1 持续时间设定
//8、 X, 0, X, 0 ---> X
4 2 1 - Reserved, 3 - Reserved 但必须为1

　　3）接着看下面的指令

239     ldr    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET] //先找到 NFCONF_OFFSET 的定义
//目录为 /include/asm-arm/arch-s3c64xx/s3c6400.h, 则此处 r1 = 0xX000_100X
//在UM中找到相应项目
240     orr    r1, r1, #0x70
//　　　　　　　　　　　　　　　　　　　r1 = 0xX020_007X
241     orr    r1, r1, #0x7700
//　　　　　　　　　　　　　　　　　　　r1 = 0xX020_777X
242     str    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]
//送回NFCONF寄存器
//对应上面的表可以知道，改变的为 CLE & ALE, TWRPH0/1 的持续时间而已（时间增加了）
243 

　　4）然后是剩下的指令

244     ldr    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]　//这里是NFCONT_OFFSET了，注意区分
245     orr    r1, r1, #0x07　　　　　　　 // r1 = 0x0001_00C6 | 0x07 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// r1 = 0x0001_00C7
//NFCONT 寄存器的最后一位功能为 [0:禁用NAND Flash  1:使用NADN flash]
//所以这里的功能就很清晰了，就是初始化 NAND flash
246     str    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]　//回送
247 
248     mov    pc, lr      //程序返回
249 #endif
250     

　　2、MMU的初始化代码

251 #ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
252 /*
253  * MMU Table for SMDK6400
254  */
255 
256     /* form a first-level section entry */
257 .macro FL_SECTION_ENTRY base,ap,d,c,b
258     .word (\base << 20) | (\ap << 10) | \
259           (\d << 5) | (1<<4) | (\c << 3) | (\b << 2) | (1<<1)
260 .endm
261 
262 .section .mmudata, "a"
263     .align 14
264     /* the following alignment creates the mmu table at address 0x4000. */
265     .globl mmu_table
266 mmu_table:
267     .set __base, 0
268     /* 1:1 mapping for debugging */
269     .rept 0xA00
270     FL_SECTION_ENTRY __base, 3, 0, 0, 0
271     .set __base, __base + 1
272     .endr
273 
274     /* access is not allowed. */
275     .rept 0xC00 - 0xA00
276     .word 0x00000000
277     .endr
278 
279     /* 128MB for SDRAM 0xC0000000 -> 0x50000000 */
280     .set __base, 0x500
281     .rept 0xC80 - 0xC00
282     FL_SECTION_ENTRY __base, 3, 0, 1, 1
283     .set __base, __base + 1
284     .endr
285 
286     /* access is not allowed. */
287     .rept 0x1000 - 0xc80
288     .word 0x00000000
289     .endr
290 #endif

　　1）确认成立条件

#if !defined(CONFIG_NAND_SPL) && (TEXT_BASE >= 0xc0000000)
#define CONFIG_ENABLE_MMU
#endif

　　此处的TEXT_BASE是 0x0000_0000显然是不成立的。

　　但是我们还是继续往下分析。

　　2）.macro

252 /*
253  * MMU Table for SMDK6400
254  */
255 
256     /* form a first-level section entry */
257 .macro FL_SECTION_ENTRY base, ap, d, c, b
258     .word (\base << 20) | (\ap << 10) | \
259           (\d << 5) | (1<<4) | (\c << 3) | (\b << 2) | (1<<1)
260 .endm　　　　//结束宏定义
261 

　　先来看看伪指令的格式

MACRO{$label}    macroname    {$parameter1} {$parameter2} ...
//label宏展开时可以替换的符号
//macroname 宏名
//parameter n 宏指令的参数

　　这里宏的名字为 FL_SECTION_ENTRY，其实可以看成C语言的 #define

　　3）制作映射表

262 .section .mmudata, "a"
263     .align 14　　　　//按照 2^14 = 16384 对齐，即 0x4000
264     /* the following alignment creates the mmu table at address 0x4000. */
265     .globl mmu_table
266 mmu_table:
267     .set __base, 0　　//赋值为 0
268     /* 1:1 mapping for debugging */
269     .rept 0xA00　　　 //重复次数 0xA00 = 2560
270     FL_SECTION_ENTRY __base, 3, 0, 0, 0
　　　　//代入公式得 FL_SECTION_ENTRY(起始) = (0b11 << 10) | (0b1 << 4) | (0b1 << 1)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 =  0x0000_4000（对齐后）
271     .set __base, __base + 1
　　　　//每一次 __base + 1 之后， FL_SECTION_ENTRY + 0x0010_0000 ，即 1MB 
　　　　//所以此次制表范围是 2560MB
　　　　//从 0x0000_4000 ~ 0x9FF0_4000
272     .endr
273 

　　不可访问的区域，全部置为 0

274     /* access is not allowed. */
275     .rept 0xC00 - 0xA00　　//重复次数 0x200 = 512
276     .word 0x00000000　　　 //从0x9FF0_4000 ~ 0xBFF0_4000
277     .endr
278 

　　映射SDRAM

279     /* 128MB for SDRAM 0xC0000000 -> 0x50000000 */
　　　　//这里为128MB，在实际使用中应该为256MB
280     .set __base, 0x500
281     .rept 0xC80 - 0xC00　　//重复次数 0x80 = 128
　　　　//为256MB时应更改为 0xD00 - 0xC00 
282     FL_SECTION_ENTRY __base, 3, 0, 1, 1
　　　　//代入公式得　　FL_SECTION_ENTRY(起始) = 0xBFF0_4000
　　　　//此次制表范围 128MB
　　　　//从 0xBFF0_4000 ~ 0xC7F0_4000
283     .set __base, __base + 1
284     .endr
285 

　　不可访问区域，置为0

286     /* access is not allowed. */
287     .rept 0x1000 - 0xc80　　//重复次数 0x380 = 896
288     .word 0x00000000　　　　//从0xC7F04000 ~ 0xFFF0_4000
289 .endr　　 
290#endif

　　分析方法就是这样，虽然计算的地址可能有错，但是大概意思已经讲清楚了。

　　今天就写到这里了。