2440init.s 汇编代码分析

板子上电后就会从这里开始执行，主要完成基本初始化，还有判断是从nor还是nand启动，再实现把程序搬到SDRAM当中，在搬运成功后再跳到main函数里面执行。

我们现在开始来看看它的具体代码吧！

GET和INCLUDE的功能是相同的，功能都是引进一些编译过的文件。

 GET option.inc
 GET memcfg.inc
 GET 2440addr.inc

定义SDRAM工作在Reflesh模式下，SDRAM有两种刷新模式：selfreflesh,autoreflesh。后者是在其使用过程当中设置的。

 BIT_SELFREFRESHEQU (1<<22)

下面是对arm处理器模式寄存器对应的常数进行赋值，arm处理器有一个CPSR寄存器，它的后五位决定了处理器处于哪个模式下。可以看出常数的定义都不会超过后5位的。

USERMODE   EQU  0x10
FIQMODE     EQU  0x11
IRQMODE     EQU  0x12
SVCMODE     EQU  0x13
ABORTMODE   EQU  0x17
UNDEFMODE   EQU  0x1b
MODEMASK    EQU  0x1f
NOINT       EQU  0xc0
各个异常模式的堆栈

UserStack EQU(_STACK_BASEADDRESS-0x3800) ;0x33ff4800 ~
SVCStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2800) ;0x33ff5800 ~
UndefStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2400) ;0x33ff5c00 ~
AbortStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x2000) ;0x33ff6000 ~
IRQStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x1000) ;0x33ff7000 ~
FIQStack EQU (_STACK_BASEADDRESS-0x0) ;0x33ff8000 ~
这 一段是统一arm的工作状态和对应的软件编译方式（16位编译环境使用tasm.exe编译）。arm处理器的工作状态分为两种：32位，arm执行字对 齐的arm指令集；16位，arm执行半字对齐的Thumb指令集。不同的工作状态，编译方式也不一样。所以下面的程序就是判断arm的工作方式来确定它 的编译方式。

 GBLL   THUMBCODE//定义THUMBCODE 这个变量GBLL 声明一个全局逻辑变量并初始化为{FALSE}
 [ {CONFIG} = 16//"["表示"if","|"表示"else","]"表示"endif"，对于CONFIG是在ADS编译中定义的内部变量。
THUMBCODE SETL  {TRUE}
     CODE32
   |
THUMBCODE SETL  {FALSE}
    ]//如果ARM是在16位的工作状态的话，就使全局变量THUMBCODE设置为ture。

   MACRO//这个是宏定义的关键字
 MOV_PC_LR//作用是子程序返回
   [ THUMBCODE
     bx lr//当目标程序是Thumb时，就要使用BX跳转返回，并转换模式。
   |
     mov pc,lr//目标程序是ARM指令集，直接把lr赋给pc就可以了。
   ]
 MEND//宏定义的结束标志。

   MACRO
 MOVEQ_PC_LR//这个是带“相等”条件的子程序返回。和上面说的类似。
   [ THUMBCODE
        bxeq lr
   |
     moveq pc,lr
   ]
 MEND

在宏定义下面的handlexxx HANDLERhandlexxx都会展成以下的程序段，这段程序主要把中断服务程序的入口地址传送给pc，在程序的用34字空间来存放中断服务程序的入口地址，每个字空间都会有一个标号，以handlerxxx开头的。

 MACRO
$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel

$HandlerLabel
 sub sp,sp,#4 //先预留空间，为了存储跳转地址。

 stmfd sp!,{r0} //把工作寄存器按入堆栈。
 ldr     r0,=$HandleLabel
 ldr     r0,[r0] //这两句的功能是把中断程序的入口地址先放在中间变量r0处。

 str    r0,[sp,#4]//把中断服务程序的入口地址按入堆栈。     
 ldmfd   sp!,{r0,pc}//最后把堆栈中的中断程序入口地址弹给pc寄存器，这样就可以执行相应的中断服务程序了。    
 MEND

S3C2440有两种中断模式：一种有中断向量表的，一种则没有。有表的话实时性比较好。当一个外部中断0发生后，程序自动跳转到地址0x20 处，0x20地址单元的指令为“ldr pc, = HandlerEINT0”，因此程序跳转到HandlerEINT0处执行这个宏操作，就是把外部中断地址赋给PC。

一个arm程序是由R0,RW,ZI三个段组成。其中R0为代码段，RW是已经初始化的全局变量，ZI是未初始化的全局变量，BOOTLOADER要将RW段复制到RAM中并将ZI段清零。

编译器使用下列段来记录各段的起始地址和结束地址
|Image$$RO$$Base| ; RO 段起始地址|Image$$RO$$Limit| ;RO 段结束地址加1|Image$$RW$$Base| ;RW 段起始地址

|Image$$RW$$Limit| ; RW 段结束地址加1|Image$$ZI$$Base| ; ZI 段起始地址|Image$$ZI$$Limit| ; ZI 段结束地址加1

这些标号的值是通过编译器的设定来确定的如编译软件中对ro-base 和rw-base 的设定，例如ro-base=0xc000000rw-base=0xc5f0000，在这里用IMPORT 伪指令( 和c 语言的extren 一样) 引入|Image$$RO$$Base|,|Image$$RO$$Limit|...等比较古怪的变量是编译器生成的。RO, RW, ZI 这三个段都保存在Flash 中，但RW，ZI 在Flash 中的地址肯定不是程序运行时变量所存储的位置，因此我们的程序在初始化时应该把Flash 中的RW，ZI 拷贝到RAM 的对应位置。这些变量是通过ADS 的工程设置里面设定的RO Base 和RW Base 设定的,最终由编译脚本和连接程序导入程序.

IMPORT |Image$$RO$$Base|

IMPORT|Image$$RO$$Limit|

IMPORT |Image$$RW$$Base|

IMPORT |Image$$ZI$$Base|

IMPORT|Image$$ZI$$Limit|

引入外部变量mmu的快速总线模式和同步总线模式两个变量

IMPORTMMU_SetAsyncBusMode
IMPORT MMU_SetFastBusMode

我们所熟知的main函数

IMPORT  Main

把镜像从Nandflash拷贝到SDRAM的函数

IMPORT  RdNF2SDRAM

定义arm汇编程序段，段名叫init段，为只读段

      AREA    Init,CODE,READONLY

      ENTRY
 
       EXPORT __ENTRY//导出__ENTRY标号
__ENTRY
ResetEntry

ASSERT:DEF:ENDIAN_CHANGE//判断模式改变是否定义过(ASSERT是伪指令，：DEF：lable判断lable是否定义过了)

[ ENDIAN_CHANGE
  ASSERT  :DEF:ENTRY_BUS_WIDTH//判断是否定义了总线宽度

  [ENTRY_BUS_WIDTH=32//如果存储器是32位的总线宽度
   b ChangeBigEndian     ;DCD 0xea000007
  ]

  [ENTRY_BUS_WIDTH=16//如果存储器是16位的总线宽度
   andeq r14,r7,r0,lsl #20   ;DCD 0x0007ea00
  ]

  [ENTRY_BUS_WIDTH=8//如果是存储器是8位总线宽度
   streq r0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea
  ]

|//如果总线宽度没有定义的话，就直接跳转到复位中断
  b ResetHandler//程序执行的地跳跳转指令

]

 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

;@0x20
 b EnterPWDN ; Must be @0x20.//进入powerdown模式

以上8条跳转指令，是8个异常中断处理向量，一定要按照顺序排好，据我了解，每次出现异常的话，是由硬件自行查表的。

HandlerFIQ HANDLERHandleFIQ
HandlerIRQ HANDLER HandleIRQ
HandlerUndef HANDLER HandleUndef
HandlerSWI HANDLER HandleSWI
HandlerDabort HANDLER HandleDabort
HandlerPabort HANDLER HandlePabort

下面这段程序很重要，他是实现第二次查表的程序。arm把所有中断都归为一个IRQ和一个FIRQ中断异常，我们为了要知道具体的中断，从而才可以跳到中断对应的中断服务程序。

IsrIRQ
 sub sp,sp,#4       //保留pc寄存器的值
 stmfd sp!,{r8-r9}//把r8 r9按入堆栈

 ldrr9,=INTOFFSET//把中断偏移INTOFFSET的地址装入r9里面
 ldr r9,[r9]//取出INTOFFSET单元里面的值给r9
 ldr r8,=HandleEINT0//向量表的入口地址赋给r8
 add r8,r8,r9,lsl #2//求出具体中断向量的地址
 ldr r8,[r8]//中断向量里面存储的中断服务程序的入口地址赋给r8
 str r8,[sp,#8]//按入堆栈
 ldmfd sp!,{r8-r9,pc}//堆栈弹出，跳转到相应的中断服务程序

 LTORG//声明文字池

板子上电后就，程序就执行0x00处的b ResetHandler

ResetHandler
 ldr r0,=WTCON     //关闭看门狗  
 ldr r1,=0x0
 str r1,[r0]

 ldr r0,=INTMSK
 ldr r1,=0xffffffff  //关闭所有中断
 str r1,[r0]

 ldr r0,=INTSUBMSK
 ldr r1,=0x7fff  //关闭所有子中断

 str r1,[r0]

 [ {FALSE}
  ;rGPFDAT = (rGPFDAT & ~(0xf<<4)) | ((~data &0xf)<<4);
  ; Led_Display
  ldr r0,=GPBCON
  ldr r1,=0x155500
  str r1,[r0]//使GPB10~GPB4为输出口，GPB3~GPB0为输入口
  ldr r0,=GPBDAT
  ldr r1,=0x0
  str r1,[r0]//使GPB10~GPB4输出为低电平，GPB3~GPB0输入为低电平
 ]

通过数据手册可以发现，当输出为1时，LED灭，反之亦然。

LOCKTIME是pll的lock time计数器。为了减少pll的lock time，调整LOCKTIME寄存器。

 ldr r0,=LOCKTIME
 ldr r1,=0xffffff//赋给这个值后，UPLL和MPLL的locktime的值都会设定好了。具体为什么是设定这个值，你就去问问三星公司吧，我也不太懂。
 str r1,[r0]
说 到这里，大家可能不太懂。我就在这里细说一下吧。这个涉及到arm9的时钟模块的知识。arm9有个时钟控制逻辑，它可以产生cpu的FCLK时钟、 AHB总线外围接口器件的HCLK时钟以及APB总线外围接口器件的PCLK时钟。arm9有两个锁相环PLL，一个用于FCLK、HCLK、HCLK。 一个用于USB模块。这两个PLL我们分别称之为MPLL和UPLL。在系统复位之后，PLL按照默认的配置进行操作，由于认为它这时是一个不稳定的状 态，所以这时用外部时钟作为FCLK时钟的输出。只有当向PLLCON寄存器设置相应的值后，PLL就会按照软件设置的频率运行了。这时就换成使用PLL 的输出作为FCLK了。对于FCLK先后不是有两次不同时钟作为输入，这样就余姚一个适应的时间，这个时间的设定就是我们这里在LOCKTIME寄存器里 面设置的常数啦。

[ PLL_ON_START//设置CLKDIVN的值在PLL锁存时间之后有效。

  ldr r0,=CLKDIVN

  ldrr1,=CLKDIV_VAL  ; 0=1:1:1, 1=1:1:2, 2=1:2:2, 3=1:2:4, 4=1:4:4, 5=1:4:8,6=1:3:3, 7=1:3:6.
  str r1,[r0]

可以看出是对FCLK、PCLK以及HCLK三者的比率设置。只要通过对CLKDIVN执行操作就可以得到相应需要的比率了。

  [CLKDIV_VAL>1   //如果 Fclk:Hclk不是1：1的话执行下面

    mrcp15,0,r0,c1,c0,0
    orr r0,r0,#0xc0000000;R1_nF:OR:R1_iA
    mcr p15,0,r0,c1,c0,0
   |
    mrc p15,0,r0,c1,c0,0
    bic r0,r0,#0xc0000000;R1_iA:OR:R1_nF
    mcr p15,0,r0,c1,c0,0
  ]

这里可以看出，如果FCLK：HCLK不是1：1的关系的话，就要转成异步总线模式。反之，如果是这个比例关系的话，就转成快速总线模式。

  ldr r0,=UPLLCON//对UPLL进行配置
  ldr r1,=((U_MDIV<<12)+(U_PDIV<<4)+U_SDIV)//这里就是非常熟悉的PMS啦，Fin = 12.0MHz, UCLK =48MHz
  str r1,[r0]
  nop ; Caution: After UPLL setting, at least 7-clocks delay must be insertedfor setting hardware be completed.
  nop
  nop
  nop
  nop
  nop
  nop
  ldr r0,=MPLLCON//对MPLL进行配置
  ldr r1,=((M_MDIV<<12)+(M_PDIV<<4)+M_SDIV)   ;Fin = 12.0MHz, FCLK = 400MHz
  str r1,[r0]
 ]

 ldr r1,=GSTATUS2
 ldr r0,[r1]
 tst r0,#0x2

判断是否是从休眠模式唤醒的，对GSTATUS2[2]的检测就可以判断出是否从休眠模式唤醒的。

bne WAKEUP_SLEEP//如果是的话就跳转。

EXPORTStartPointAfterSleepWakeUp//定义一个外部的StartPointAfterSleepWakeUp

StartPointAfterSleepWakeUp

    adrlr0, SMRDATA 
    ldr r1,=BWSCON 
    add r2, r0, #52

0
    ldr r3, [r0], #4
    str r3, [r1], #4
    cmp r2, r0
    bne %B0

这段代码的作用就是设置存储控制器。在代码的后面有一个SMRDATA的数据区，用r0来定义它的起始地址，用r2来定义它的结束地址。r3是代表那13个存储控制器.代码很明显，就是把内存的数据赋给这13个存储控制器里面的。

 ldr r0,=GPFCON
 ldr r1,=0x0
 str r1,[r0]//对GPF设置为输入的功能
 ldr r0,=GPFUP
 ldr r1,=0xff
 str r1,[r0]//禁止上拉电阻

 ldr r1,=GPFDAT
 ldr r0,[r1]
 bic r0,r0,#(0x1e<<1)//bic是r0与#(0x1e<<1)的反码按位相与。
 tst r0,#0x1//这里就是测试最后一位是否为0，为0时说明是有按键按下了。
 bne %F1//当按键0没有被按下的时候，就跳转啦。
这段代码是检测EINT0是否被按下了。

 ldr r0,=GPFCON
 ldr r1,=0x55aa
 str r1,[r0]//GPF7~GPF4设置为输出，GPF3~GPF0设置为EINT0~EINT3

 ldr r0,=GPFDAT
 ldr r1,=0x0
 str r1,[r0] //很明显，GPF7~GPF4设置为LED灯的控制，低电平全部亮了。起到指示的用途。

 mov r1,#0
 mov r2,#0
 mov r3,#0
 mov r4,#0
 mov r5,#0
 mov r6,#0
 mov r7,#0
 mov r8,#0

 ldrr9,=0x4000000   ;64MB
 ldr r0,=0x30000000

0 
 stmia r0!,{r1-r8}
 subs r9,r9,#32 
 bne %B0

很明显可以看出，程序利用r1~r8这几个寄存器把0x30000000到0x34000000的内存全部清零了。

1

 bl InitStacks//初始化堆栈

 ldr r0, =BWSCON
 ldr r0, [r0]
 ands r0, r0, #6//OM[1:0] != 0, 从NOR FLash或者内存启动，不用读取NAND FLASH
 bne copy_proc_beg//不需要从NAND FLASH启动就在这里跳转啦

 adr r0,ResetEntry//OM[1:0] == 0,就从NAND FLash启动 
 cmp r0, #0//在进行比较，是否入口地址是在0处，如果不是则是用仿真器   
 bne copy_proc_beg//仿真器也不需要在NAND FLASH启动

nand_boot_beg
 [ {TRUE}
  bl RdNF2SDRAM
 ]

  ldr pc,=copy_proc_beg

我们来看下RdNF2SDRAM具体是怎么工作的，这段代码的作用就是把NAND的程序读到RAM里面。

 void RdNF2SDRAM( )
{
  U32 i;
  U32 start_addr = 0x0;
  unsigned char * to = (unsigned char *)0x30000000;
  U32 size = 0x100000;//可以算出是8M的大小。
  rNF_Init();//我们来仔细看看这个函数吧。

  如下：

        static void rNF_Init(void)
{
 rNFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4)|(0<<0);//TACLS=1,TWRPH0=4,TWRPH1=0初始化ECC，CLE&ALE持续时间的设置，TWRPH0 和TWRPH1持续时间的设置。
 rNFCONT =(0<<13)|(0<<12)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(1<<6)|(1<<5)|(1<<4)|(1<<1)|(1<<0);//在读写 NANDFLASH之前，对6，5，4位的设置是确保可以使用ECC；对13位清零，使得可以写，擦除还有读0x4E000038~0x4E00003C区域的内容；由于对于这范围区域的读写我们不加任何限制，所以我们就不用设置中断来通知系统这个范围的区域被读写了，也就是10位清零了；RnB是表示存 储器现在是否处于忙碌状态，9位的设置为1时，表示可以用中断来通知CPU现在存储器的状态，而8位的设置是用来说明是上升沿触发还是下降沿触发。

 rNFSTAT = 0;
 rNF_Reset();
}

我们来看下rNF_Reset()它的具体代码吧，代码如下:

static void rNF_Reset()
{
 NF_CE_L();
 NF_CLEAR_RB();
 NF_CMD(CMD_RESET);  
 NF_DETECT_RB();
 NF_CE_H();
}

代码看上去很烦人，其实不是的，就是一堆宏定义，我直接翻译一下吧，翻译如下：

rNFCONT &=~(1<<1)； //位1清零，表示片选使能，这样片子就可以工作了。

rNFSTAT |= (1<<2)；//清零2位，这里不需要判断片子是否忙碌。

rNFCMD  =(CMD_RESET)；//其中CMD_RESET=0xff。

while(!(rNFSTAT&(1<<2)))；//当RnB从低电平变换到高电平的时候，就会跳出这个循环。就是在等待NANDFLASH操作完毕。

rNFCONT |= (1<<1)；//使片子停止工作。

这样NANDFLASH的初始化工作终于完成了。我们现在回到RdNF2SDRAM里面来，接着往下分析。

switch(rNF_ReadID())我们来分析一下里面这个函数吧，代码如下：

static char rNF_ReadID()
{
 char pMID;
 char pDID;
 char nBuff;
 char n4thcycle;
 int i;

 NF_nFCE_L();//又是使能片子工作   
 NF_CLEAR_RB();//清除NFSTAT的2位，为以后判断片子是否工作完毕。
 NF_CMD(CMD_READID); //往NFCMD送读ID指令。
 NF_ADDR(0x0);//往NFADDR送地址
 for ( i = 0; i < 100; i++ );

 pMID =NF_RDDATA8();
 pDID = NF_RDDATA8();

 nBuff    = NF_RDDATA8();
 n4thcycle = NF_RDDATA8();
 NF_nFCE_H();

 return (pDID);
}//最后返回pDID为什么会有其它值，我就不太理解了。我们再返回到主程序里面看看。

switch(rNF_ReadID())
 {
  case 0x76:
   for(i = (start_addr >> 9); size > 0; )//在这种情况下，认为一页的大小为512字节
   {
    rSB_ReadPage(i, to);
    size -= 512;
    to += 512;
    i ++;
   }
   break;
  case 0xf1:
  case 0xda:
  case 0xdc:
  case 0xd3:
   for(i = (start_addr >> 11); size > 0; )//在这种情况下，认为是2048字节为一页
   {
    rLB_ReadPage(i, to);
    size -= 2048;
    to += 2048;
    i ++;
   }
   break;
 }
} 

其实都是把NANDFLASH的开始第二页的内容存放在一个指针数组里面，这个指针数组的起始地址在0x30000000。就是我们等下在下面看到的to[i]数组了。下面两个函数完成的功能是一样的，只是区别在于一页是多大，512或者是2048。

static voidrSB_ReadPage(U32 addr, unsigned char * to)
{
 U32 i;

 rNF_Reset();

 //  Enablethe chip
 NF_nFCE_L();
 NF_CLEAR_RB();

 // Issue Readcommand
 NF_CMD(CMD_READ);

 //  Set upaddress
 NF_ADDR(0x00);
 NF_ADDR((addr) & 0xff);
 NF_ADDR((addr >> 8) & 0xff);
 NF_ADDR((addr >> 16) & 0xff);

 NF_DETECT_RB();  // wait tR(max 12us)

 for (i = 0; i <512; i++)
 {
  to[i] =  NF_RDDATA8();
 }

 NF_nFCE_H();

}
static void rLB_ReadPage(U32 addr, unsigned char * to)
{
 U32 i;

 rNF_Reset();

 //  Enablethe chip
 NF_nFCE_L();   
 NF_CLEAR_RB();

 // Issue Readcommand
 NF_CMD(CMD_READ);

 //  Set upaddress
 NF_ADDR(0x00);
 NF_ADDR(0x00);
 NF_ADDR((addr) & 0xff);
 NF_ADDR((addr >> 8) & 0xff);
 NF_ADDR((addr >> 16) & 0xff);

 NF_CMD(CMD_READ3);

 NF_DETECT_RB(); // wait tR(max 12us)

 for (i = 0; i <2048; i++)
 {
  to[i] =  NF_RDDATA8();
 }

 NF_nFCE_H();

}

可以看出刚开始的时候都是先复位一下的，不同的地方在于每次是怎样把传进来的地址经过转换再付给NFADDR寄存器的，具体怎么样要看NAND的数据手册。

 我们接着回到2440init.s的程序来，接着就有以下一句：

ldr pc, =copy_proc_beg

在前面也看到copy_proc_beg这个标号出现很多次，这个标号下面的代码完成的功能就是把nand flash的内容拷贝到ram当中。

copy_proc_beg
 adr r0, ResetEntry
 ldr r2, BaseOfROM
 cmp r0, r2//两个进行比较
 ldreq r0, TopOfROM//如果相同的话，为r0赋上R0的结束位置，也是RW的起始位置。
 beq InitRam //如果相同的话，就跳到这个标号的位置。

 ldr r3, TopOfROM//以下代码是针对代码在NOR FLASH时的拷贝方法。
0 
 ldmia r0!, {r4-r7}
 stmia r2!, {r4-r7}
 cmp r2, r3
 bcc %B0//这几段代码的功能就是把ResetEntry的内容搬到BaseOfROM（R0的起始位置，后面有声明的）。
 
 sub r2, r2, r3
 sub r0, r0, r2 //这里使 ResetEntry的位置往下移，为了后面的数据拷贝做准备。  
  
InitRam 
 ldr r2, BaseOfBSS
 ldr r3, BaseOfZero 
0
 cmp r2, r3
 ldrcc r1, [r0], #4
 strcc r1, [r2], #4
 bcc %B0 //可以看出这一段是对ResetEntry里面定义好的数据拷贝到RW段。

 mov r0, #0
 ldr r3, EndOfBSS
1 
 cmp r2, r3
 strcc r0, [r2], #4
 bcc %B1//如果拷贝完数据后还剩下多余的空间的话，就往里面填充0
 
 ldr pc, =%F2  ;goto compiler address
2

 ldr r0,=HandleIRQ 
 ldr r1,=IsrIRQ 
 str r1,[r0]//这三条语句很明显就是说明了，HandleIRQ这个中断向量的存储单元被赋上了IsrIRQ标号的地址，这样发生IRQ中断后就会直接去到二级表，去确认具体发生哪个中断。

    [:LNOT:THUMBCODE
   bl Main //到这里，我们就看到了进入MAIN函数了。
   b .
    ]

    [THUMBCODE  ;for start-up code for Thumb mode
   orr lr,pc,#1
   bx lr
   CODE16
   bl Main //可以看到以上代码表示如果arm是在THUMBCODE指令模式下的话，就进行模式转换。

   b .
  CODE32
    ]

到这里，我们已经把2440init.s的启动代码分析了一遍了。如有任何错误的话，请大家指出！谢谢！

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