S5PV210裸机(二):看门狗,栈,icache,SoC时钟,重加载,led
看门狗
电子设备会跑飞或者死机,需要设备自动复位,看门狗是SoC内部定时器,规定时间内需要重新置位,如果没有系统会被强制复位
WTCON（0xE2700000），bit5是开关：0关，1开
汇编设置栈和调用C
C运行过程中局部变量需要栈,如果汇编没有设置栈地址,局部变量会落空，程序崩溃
系统在复位后默认是SVC模式,设置栈时不设置所有栈而是设置自己模式下的栈
CPU启动,外部DRRAM未初始化,内部SRAM使用,SRAM内存做SVC栈
SVC栈置为0xd0037D80（满减栈）
初始化iCache
cache是内存高速缓存,打开icache后程序运行加快
容量：CPU < 寄存器 < cache < DDR
速度：CPU > 寄存器 > cache > DDR
汇编读写cp15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
重定位和链接
位置无关编码(PIC)：汇编源文件编码成二进制可执行程序时编码方式与位置（内存地址）无关
位置有关编码：汇编源码编码成二进制可执行程序后和内存地址是有关
链接地址：链接时指定的地址,Makefile中-Ttext或链接脚本指定
运行地址：程序实际运行地址,运行时被加载到的内存位置
位置有关代码执行时运行地址和编译链接地址必须相同
重定位是在运行地址处执行位置无关码，位置无关码从运行地址拷贝到链接地址处
注意：210运行时地址是0xd0020010,指定的链接地址与运行地址不同时，内部SRAM射到0x0地址，故程序运行正常
长跳转与短跳转
长跳转：ldr pc, = func
短跳转：bl led_blink
链接地址和运行地址相同，短跳转和长跳转无差异
链接地址和运行地址不同，短跳转在运行地址，长跳转在链接地址处
adr与伪指令ldr
ldr是长加载,adr是短加载
adr加载运行时地址,ldr加载链接地址
adr和ldr可以判断是否需要重定位
程序段
代码段：（.text）文本段
数据段：（.data）
bss段：（.bss），ZI段
自己定义段
链接脚本
链接脚本：段名,地址（作为链接地址的内存地址）
SECTIONS {} 整个链接脚本
. 当前位置
= 赋值
SoC时钟
时钟是同步工作系统的同步节拍,SoC内部器件需要同步时钟系统指挥
210获得时钟:外部晶振+内部时钟发生器+内部PLL产生高频时钟(1GHz、1.2GHz)+内部分频器分频
210的时钟
时钟域：MSYS、DSYS、PSYS
MSYS: CPU（Cortex-A8内核）、DRAM控制器（DMC0和DMC1）、IRAM&IROM等
DSYS: 都是和视频显示、编解码等有关的模块等
PSYS: 和内部的各种外设时钟有关，譬如串口、SD接口、I2C、AC97、USB等
时钟来源：晶振+时钟发生器+PLL+分频电路
210外部有4个晶振接口，接晶振后上电相应模块振荡产生原始时钟，原始时钟经过筛选进入PLL电路生成高频时钟，再经分频到各模块
PLL
PLL：APLL、MPLL、VPLL
APLL：Cortex-A8内核 MSYS域
MPLL&EPLL：DSYS PSYS
VPLL：Video视频相关模块
210时钟域
MSYS
ARMCLK：cpu内核时钟（主频）
HCLK_MSYS：MSYS域高频时钟(DMC0和DMC1)
PCLK_MSYS：MSYS域低频时钟
HCLK_IMEM：iMEM(iROM和iRAM）
DSYS
HCLK_DSYS：DSYS域高频时钟
PCLK_DSYS：DSYS域低频时钟
PSYS
HCLK_PSYSPSYS域的高频时钟
PCLK_PSYS：PSYS域的低频时钟
SCLK_ONENAND
注意:210内部外设接在（内部AMBA总线）总线上，AMBA总线高频分支AHB，低频分支APB
时钟典型值
210上电默认外部晶振+内部时钟发生器产生24MHz时钟给ARMCLK,iROM初始化时钟系统
freq(ARMCLK) = 1000 MHz
freq(HCLK_MSYS) = 200 MHz
freq(HCLK_IMEM) = 100 MHz
freq(PCLK_MSYS) = 100 MHz
freq(HCLK_DSYS) = 166 MHz
freq(PCLK_DSYS) = 83 MHz
freq(HCLK_PSYS) = 133 MHz
freq(PCLK_PSYS) = 66 MHz
freq(SCLK_ONENAND) = 133 MHz, 166 MHz
时钟设置寄存器
xPLL_LOCK：控制PLL锁定周期
xPLL_CON/xPLL_CON0/xPLL_CON1：打开/关闭PLL电路，设置PLL倍频参数，查看PLL锁定状态
三类寄存器CON、SRC、DIV，CON决定PLL倍频，SRC决定来源，DIV决定分频
CLK_SRCn(n：0～6)：设置时钟来源（MUX开关）
CLK_SRC_MASKn：MUX（n选1），默认进开关开放
CLK_DIVn：各模块分频器参数配置
CLK_GATE_x：分频出开关控制
CLK_DIV_STATn和CLK_MUX_STATn：查看DIV和MUX状态（完成或进行）
时钟设置
选择不使用PLL，24MHz原始时钟接入绕过APLL（走FINAPLL）
设置锁定时间,默认0x0FFF，时钟系统有变化时缓冲时间
设置分频系统
设置PLL的倍频，ARMCLK（1GHz）
打开PLL
寄存器设置
CLK_SRC设置MUX开关，设置全0（bit0和bit4为0），APLL和MPLL禁用
CLK_LOCK设置PLL锁定延时，推荐值为0xFFF或0xFFFF
CLK_DIV寄存器设置为0x14131440 00010100000100110001010001000000
PCLK_PSYS = HCLK_PSYS / 2
HCLK_PSYS = MOUT_PSYS / 5
PCLK_DSYS = HCLK_DSYS / 2
HCLK_DSYS = MOUT_DSYS / 4
PCLK_MSYS = HCLK_MSYS /4
HCLK_MSYS = ARMCLK / 5
SCLKA2M = SCLKAPLL /5
ARMCLK = MOUT_MSYS / 1
APLL和MPLL设置M、P、S
LED
demo:
关看门狗,初始化栈，初始化icache，初始化时钟，重加载方式实现流水灯
代码示例:
start.S
#define WTCON 0xE2700000
#define SVC_STACK 0xd0037d80
.global _start
_start:
//关看门狗
ldr r0, =WTCON
ldr r1, =0x0
str r1, [r0]
//初始化时钟
bl clock_init
//设置SVC栈
ldr sp, =SVC_STACK
//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;
//重定位
adr r0, _start
//ldr指令用于加载_start的链接地址:0xd0024000
ldr r1, =_start
// bss段的起始地址
ldr r2, =bss_start
cmp r0, r1
beq clean_bss
//拷贝
copy_loop:
ldr r3, [r0], #4 // 源
str r3, [r1], #4 // 目的
cmp r1, r2
bne copy_loop
// 清bss段
clean_bss:
ldr r0, =bss_start
ldr r1, =bss_end
cmp r0, r1 // 如果r0等于r1则bss段为空
beq run_on_dram // 清除bss完之后的地址
mov r2, #0
clear_loop:
str r2, [r0], #4
cmp r0, r1
bne clear_loop
run_on_dram:
//长跳转led_blink
ldr pc, =led_blink
//调用C程序,bl指令实现短跳转
//bl led_blink
b .led.c
#define GPJ0CON 0xE0200240
#define GPJ0DAT 0xE0200244
#define rGPJ0CON *((volatile unsigned int *)GPJ0CON)
#define rGPJ0DAT *((volatile unsigned int *)GPJ0DAT)
void delay_time()
{
volatile unsigned int i = 900000;
while (i--);
}
void led_blink()
{
// led初始化,设置GPJ0CON为输出模式
rGPJ0CON = 0x11111111;
while (1)
{
// led亮
rGPJ0DAT = ((0<<3) | (0<<4) | (0<<5));
//延时
delay_time();
// led灭
rGPJ0DAT = ((1<<3) | (1<<4) | (1<<5));
}
}clock_init.c
//时钟控制器基地址
#define ELFIN_CLOCK_POWER_BASE 0xE0100000
//相关寄存器偏移
#define APLL_LOCK_OFFSET 0x00
#define MPLL_LOCK_OFFSET 0x08
#define APLL_CON0_OFFSET 0x100
#define MPLL_CON_OFFSET 0x108
#define CLK_SRC0_OFFSET 0x200
#define CLK_SRC_MASK0_OFFSET 0x280
#define CLK_DIV0_OFFSET 0x300
#define CLK_DIV0_MASK 0x7fffffff
#define APLL_MDIV 0x7d // 125
#define APLL_PDIV 0x3
#define APLL_SDIV 0x1
#define MPLL_MDIV 0x29b // 667
#define MPLL_PDIV 0xc
#define MPLL_SDIV 0x1
#define set_pll(mdiv, pdiv, sdiv) (1<<31 | mdiv<<16 | pdiv<<8 | sdiv)
#define APLL_VAL set_pll(APLL_MDIV,APLL_PDIV,APLL_SDIV)
#define MPLL_VAL set_pll(MPLL_MDIV,MPLL_PDIV,MPLL_SDIV)
#define REG_CLK_SRC0 (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + CLK_SRC0_OFFSET)
#define REG_APLL_LOCK (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + APLL_LOCK_OFFSET)
#define REG_MPLL_LOCK (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + MPLL_LOCK_OFFSET)
#define REG_CLK_DIV0 (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + CLK_DIV0_OFFSET)
#define REG_APLL_CON0 (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + APLL_CON0_OFFSET)
#define REG_MPLL_CON (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + MPLL_CON_OFFSET)
#define rREG_CLK_SRC0 (*(volatile unsigned int *)REG_CLK_SRC0)
#define rREG_APLL_LOCK (*(volatile unsigned int *)REG_APLL_LOCK)
#define rREG_MPLL_LOCK (*(volatile unsigned int *)REG_MPLL_LOCK)
#define rREG_CLK_DIV0 (*(volatile unsigned int *)REG_CLK_DIV0)
#define rREG_APLL_CON0 (*(volatile unsigned int *)REG_APLL_CON0)
#define rREG_MPLL_CON (*(volatile unsigned int *)REG_MPLL_CON)
void clock_init()
{
//禁止PLL
rREG_CLK_SRC0 = 0x0;
//设置锁定时间
rREG_APLL_LOCK = 0x0000ffff;
rREG_MPLL_LOCK = 0x0000ffff;
//设置分频
rREG_CLK_DIV0 = 0x14131440;
//设置PLL
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^(SDIV-1))=0x7d*24/(0x3*2^(1-1))=1000 MHz
rREG_APLL_CON0 = APLL_VAL;
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^SDIV)=0x29b*24/(0xc*2^1)= 667 MHz
rREG_MPLL_CON = MPLL_VAL;
//使用PLL
rREG_CLK_SRC0 = 0x10001111;
}link.lds
SECTIONS
{
. = 0xd0024000;
.text : {
start.o
* (.text)
}
.data : {
* (.data)
}
bss_start = .;
.bss : {
* (.bss)
}
bss_end = .;
}Makefile
led.bin: start.o led.o clock.o
arm-linux-ld -Tlink.lds -o led.elf $^
arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin
arm-linux-objdump -D led.elf > led_elf.dis
gcc mkv210_image.c -o mkx210
./mkx210 led.bin 210.bin
%.o : %.S
arm-linux-gcc -o $@ $< -c -nostdlib
%.o : %.c
arm-linux-gcc -o $@ $< -c -nostdlib
clean:
rm *.o *.elf *.bin *.dis mkx210 -f mkv210_image.c
#include
#include
#include
#define BUFSIZE (16*1024)
#define IMG_SIZE (16*1024)
#define SPL_HEADER_SIZE 16
//#define SPL_HEADER "S5PC110 HEADER "
#define SPL_HEADER "****************"
int main (int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
char *Buf, *a;
int BufLen;
int nbytes, fileLen;
unsigned int checksum, count;
int i;
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s \n", argv[0]);
return -1;
}
//分配16K的buffer
BufLen = BUFSIZE;
Buf = (char *)malloc(BufLen);
if (!Buf)
{
printf("Alloc buffer failed!\n");
return -1;
}
memset(Buf, 0x00, BufLen);
//读源bin到buffer
fp = fopen(argv[1], "rb");
if( fp == NULL)
{
printf("source file open error\n");
free(Buf);
return -1;
}
//获取源bin长度
fseek(fp, 0L, SEEK_END); // 定位到文件尾
fileLen = ftell(fp); // 得到文件长度
fseek(fp, 0L, SEEK_SET); // 再次定位到文件头
//源bin长度不得超过16K-16byte
count = (fileLen < (IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE))
? fileLen : (IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE);
//buffer[0~15]存放"S5PC110 HEADER "
memcpy(&Buf[0], SPL_HEADER, SPL_HEADER_SIZE);
//读源bin到buffer[16]
nbytes = fread(Buf + SPL_HEADER_SIZE, 1, count, fp);
if ( nbytes != count )
{
printf("source file read error\n");
free(Buf);
fclose(fp);
return -1;
}
fclose(fp);
//计算校验和
a = Buf + SPL_HEADER_SIZE;
for(i = 0, checksum = 0; i < IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE; i++)
checksum += (0x000000FF) & *a++;
//将校验和保存在buffer[8~15]
a = Buf + 8;
*( (unsigned int *)a ) = checksum;
//拷贝buffer中的内容到目的bin
fp = fopen(argv[2], "wb");
if (fp == NULL)
{
printf("destination file open error\n");
free(Buf);
return -1;
}
//将16k的buffer拷贝到目的bin中
a = Buf;
nbytes = fwrite( a, 1, BufLen, fp);
if ( nbytes != BufLen )
{
printf("destination file write error\n");
free(Buf);
fclose(fp);
return -1;
}
free(Buf);
fclose(fp);
return 0;
}