S5PV210启动过程详解

1.常用的器件及特性

• 内存
  • SRAM：静态内存 特点就是容量小、价格高，优点是不需要软件初始化直接上电就能用
  • DRAM：动态内存 特点就是容量大、价格低，缺点就是上电后不能直接使用，需要软件初始化后才可以使用。
  • 单片机中：内存需求量小，而且希望开发尽量简单，适合全部用SRAM
  • 嵌入式系统：内存需求量大，而且没有NorFlash等可启动介质
  • PC机： 内存需求量大，而且软件复杂，不在乎DRAM的初始化开销，适合全部用DRAM
• 外存
  • NorFlash：特点是容量小，价格高，优点是可以和CPU直接总线式相连，CPU上电后可以直接读取，所以一般用作启动介质。
  • NandFlash（跟硬盘一样）：特点是容量大，价格低，缺点是不能总线式访问，也就是说不能上电CPU直接读取，需要CPU先运行一些初始化软件，然后通过时序接口读写。

2.各类计算机的启动方式

• PC：很小容量的BIOS（NorFlash）+ 很大容量的硬盘（类似于NandFlash）+ 大容量的DRAM
• 单片机： 很小容量的NorFlash + 很小容量的SRAM
• 嵌入式：因为NorFlash很贵，所以现在很多嵌入式系统倾向于不用NorFlash，直接使用外接的大容量Nand + 外接大容量DRAM + SoC内置SRAM
• S5PV210启动方式：外接的大容量Nand + 外接大容量DRAM + SoC内置SRAM+SoC内置iROM

3.S5PV210的启动步骤

 

在这张图中可以看出S5PV210的启动可大致分为五个步骤

• 1、iROM阶段（BL0）
• 2、BL1阶段
• 3、BL2阶段
• 4、拷贝OS到SDRAM
• 5、启动OS
  samsung在S5PV210内部的IROM中固化了一段代码，用于初始化时钟，识别用户选择的启动模式，并从相应的地方拷贝boot-loader第一阶段代码到SRAM中运行。此外samsung在S5PV210内部也集成了96KB的内部SRAM，由于SRAM不需要初始化，上电就能使用，因此可当作DRAM初始化之前的代码运行空间。

4.iROM完成的工作

• 1、关闭看门狗；
• 2、初始化icache；
• 3、初始化栈；
• 4、初始化堆；
• 5、初始化块设备拷贝函数；
• 6、初始化PLL，设置系统时钟；
• 7、拷贝BL1到内部的SRAM区域；
• 8、检查BL1的校验和；
• 9、检查是否是安全启动模式；
• 10、跳转到BL1的起始代码处。

5.汇编启动代码

#define WTCON        0xE2700000
#define SVC_STACK    0xD0037D80

// 把_start链接属性改为外部，这样其他文件就可以看见_start了
.global _start                    
_start:
    // 第1步：关看门狗（向WTCON的bit5写入0即可），不是所有的BL0都关看门狗
    ldr r0, =WTCON
    ldr r1, =0x0
    str r1, [r0]

    // 第2步：设置SVC栈 默认使用满减栈
    ldr sp, =SVC_STACK

    // 第3步：开/关icache
    mrc p15,0,r0,c1,c0,0;            // 读出cp15的c1到r0中
    //bic r0, r0, #(1<<12)            // bit12 置0  关icache
    orr r0, r0, #(1<<12)            // bit12 置1  开icache
    mcr p15,0,r0,c1,c0,0;

    // 第4步：调用入口函数
    bl entry

6.链接脚本

• 什么是链接地址
  链接地址是由程序员预知的或希望的程序执行地址，在编译链接的过程中，通过Makefile中-Ttext xxx或者在链接脚本中指定的。
• 什么是运行地址
  是程序执行，代码所处的实际位置地址。

• 链接脚本究竟要做什么？
  链接脚本其实是个规则文件，他是程序员用来指挥链接器工作的。
  链接器会参考链接脚本，并且使用其中规定的规则来处理.o文件中那些段，将其链接成一个可执行程序。
  链接脚本的关键内容有2部分：段名 + 地址（作为链接地址的内存地址）
  链接脚本的内容：

  • SECTIONS {} 是整个链接脚本的全部
  • . 点号在链接脚本中代表当前位置。
  • =等号代表赋值，要用分号结尾

link.lds

SECTIONS
{
    . = 0xd0020010;

    .text : {
        start.o
        * (.text)
    }

    .data : {
        * (.data)
    }

    .bss : {
        * (.bss)
    }

}

7.Makefile

NAME=led
BIN=$(NAME).bin
ELF=$(NAME).elf
OBJ=start.o led.o

CC=arm-linux-gcc
LD=arm-linux-ld
CFLAGS=-march=armv5te -nostdlib
LDFLAGS=-nostartfiles -nostdlib
OBJCOPY=arm-linux-objcopy

bin:elf
    $(OBJCOPY) -O binary $(ELF) $(BIN)
    cp $(BIN) ~/shared/image/
elf:$(OBJ)
    $(LD) -T link.lds $(LDFLAGS) $(OBJ) -o $(ELF)
%.o:%.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
clean:
    rm -f $(OBJ) $(ELF) $(BIN)