EmbeddedLinux
自己写BootLoader
目标：启动内核
1 最简单的BootLoader编写步骤
1.1 初始化硬件
- 关看门狗
- 设置时钟
- 设置SDRAM
-
初始化NAND FLASH
- 把内核从NAND FLASH读到SDRAM
代码实现：start.S
#define S3C2440_MPLL_200MHZ ((0x5c<<12)|(0x01<<4)|(0x02))
#define MEM_CTL_BASE 0x48000000
.text
.global _start
_start:
/* 1. 关看门狗 */
ldr r0, =0x53000000 // 这个是一条为伪汇编指令，使r0指向地址0x53000000
mov r1, #0 // r1 = 0，如果只比较简单可以直接使用mov指令
str r1, [r0] // 把r1上的值，存到r0所指地址
/* 2. 设置时钟 */
ldr r0, =0x4c000014 // r0指向地址0x4c000014
mov r1, #0x03; // FCLK:HCLK:PCLK=1:2:4, HDIVN=1,PDIVN=1,r1 = 0x03
str r1, [r0] // 把r1的值存到r0所指向的地址
/* 如果HDIVN非0，CPU的总线模式应该从“fast bus mode”变为“asynchronous bus mode” */
mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0 /* 读出控制寄存器 */
orr r1, r1, #0xc0000000 /* 设置为“asynchronous bus mode” */
mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0 /* 写入控制寄存器 */
/* MPLLCON = S3C2440_MPLL_200MHZ */
ldr r0, =0x4c000004 // r0 指向地址0x4c000004
ldr r1, =S3C2440_MPLL_200MHZ
str r1, [r0] // 把r1这个值存放到r0所指的位置
/* 3. 初始化SDRAM */
ldr r0, =MEM_CTL_BASE // 使r0指向基地址
adr r1, sdram_config /* sdram_config的当前地址 */
add r3, r0, #(13*4) // 为了循环做判断，使r3= r0 + 13*4
1:
ldr r2, [r1], #4 // 从r1的地方读到一个值。保存到r2,并且让r1+4
str r2, [r0], #4 // 把r2的值存到r0所指的地址，然后让r0+4
cmp r0, r3 // 判断r0是否读完
bne 1b // 如果不行等的话，跳回前面的1标号，b表示后面
/* 4. 重定位 : 把bootloader本身的代码从flash复制到它的链接地址去 */
ldr sp, =0x34000000 // 要使用C语言之前要先设置栈，把它指定到一块没有使用的内存即可
bl nand_init // 初始化nand
mov r0, #0 // 第一个参数，nor或者nand的0地址的代码复制到连接地址里面，所以第一个参数是0
ldr r1, =_start // 第二个参数，目的=链接地址
ldr r2, =__bss_start // 第三个参数，长度，需要看连接脚本，__bss_start为结束地址，不包含bss段
sub r2, r2, r1 // r2 = r2 -r1,长度
bl copy_code_to_sdram
bl clear_bss // 给bss段清0
/* 5. 执行main */
ldr lr, =halt // 设置返回地址，lr寄存器是保存函数返回地址的
ldr pc, =main // 跳转到main函数执行，也可以使用bl main，但是这个
// 指令是相对的跳转,如果是使用ldr pc,=main的话，它
// 就会跳转到SDRAM中取执行，
// 假设main函数有返回的话，就会在这里死循环，以防程序乱跑
halt:
b halt
sdram_config:
.long 0x22011110 //BWSCON
.long 0x00000700 //BANKCON0
.long 0x00000700 //BANKCON1
.long 0x00000700 //BANKCON2
.long 0x00000700 //BANKCON3
.long 0x00000700 //BANKCON4
.long 0x00000700 //BANKCON5
.long 0x00018005 //BANKCON6
.long 0x00018005 //BANKCON7
.long 0x008C04F4 // REFRESH
.long 0x000000B1 //BANKSIZE
.long 0x00000030 //MRSRB6
.long 0x00000030 //MRSRB7
1.2 参数传递
对于这些参数是uboot和内核约定好存放在哪里，当执行uboot的时候，就把这些参数存放到到这些地址，然后跳转执行内核的时候就可以在这些内存中读取出这些数据。因为在执行内核的时候，uboot已经执行结束，所以双方约定参数的存放地址
- 设置要传给内核的参数(TAG标记)–仿照uboot来写
- setup_start_tag：开始参数
- setup_memory_tags：存储参数
- setup_commandline_tag：设置命令行参数
- setup_end_tag：结束参数
tag存放参数图：
代码：
注意：这里的site都是以4位单位的，如果site=1，那么表示四个字节
void setup_start_tag(void)
{
params = (struct tag *)0x30000100; // 从哪里开始存放参数
/*头部*/
params->hdr.tag = ATAG_CORE; // 表示开始参数，表示tag类型
params->hdr.size = tag_size (tag_core); // 头部大小，为5
/*一个联合体*/
params->u.core.flags = 0;
params->u.core.pagesize = 0;
params->u.core.rootdev = 0;
params = tag_next (params); // 指向下一个tag
}
void setup_memory_tags(void)
{
params->hdr.tag = ATAG_MEM; // 表示内存参数,表示tag类型
params->hdr.size = tag_size (tag_mem32);
params->u.mem.start = 0x30000000; // 内存的开始地址
params->u.mem.size = 64*1024*1024; // 内存的长度，64M
params = tag_next (params); // 指向下一个tag
}
void setup_commandline_tag(char *cmdline)
{
int len = strlen(cmdline) + 1;
params->hdr.tag = ATAG_CMDLINE; // 表示tag类型
// 这里的长度要向4取整，sizeof (struct tag_header) = 2
// 长度为：(2*4 + len + 3) /4 ,向4取整
params->hdr.size = (sizeof (struct tag_header) + len + 3) >> 2; // 向4取整，所以要除于4
strcpy (params->u.cmdline.cmdline, cmdline);
params = tag_next (params);
}
void setup_end_tag(void)
{
params->hdr.tag = ATAG_NONE;
params->hdr.size = 0;
}
1.3 跳转执行内核
跳转代码：
参数：arch，表示机器id，单板的号码，在内核中会有指定该该单板的号码，可以在那和中查看支持哪些单板；params，表示参数的位置
void (*theKernel)(int zero, int arch, unsigned int params);
.
.
.
theKernel = (void (*)(int, int, unsigned int))0x30008000;
theKernel(0, 362, 0x30000100);
/* 汇编实现
* 设置3个参数，然后跳转到内核的起始位置开始执行
* mov r0, #0
* ldr r1, =362
* ldr r2, =0x30000100
* mov pc, #0x30008000
*/
2 改进
问题：在启动的时候太慢，主要问题是在从nand flash中把数据copy到SDRAM中。
- 解决方法1：提高CPU频率，把200MHZ–>400MHZ，没有显著的提高
- 解决方法2：启动ICACHE，效果很明显，启动速度变快
ICACHE：高速缓存