tq2440 裸机使用mmu

 开发板硬件配置

                  Soc：S3C2440 ，256MB NandFlash，2MB NorFlash，64MB SDRAM

下面的程序摘自《 嵌入式Linux应用开发完全手册》；给出了全部程序代码以及连接脚本文件、Makefile文件

实现了mmu的简单使用

@*************************************************************************@ File：head.S@ 功能：设置SDRAM，将第二部分代码复制到SDRAM，设置页表，启动MMU，@       然后跳到SDRAM继续执行@*************************************************************************       .text.global _start_start:    ldr sp, =4096                       @ 设置栈指针，以下都是C函数，调用前需要设好栈    bl  disable_watch_dog               @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启    bl  memsetup                        @ 设置存储控制器以使用SDRAM    bl  copy_2th_to_sdram               @ 将第二部分代码复制到SDRAM    bl  create_page_table               @ 设置页表    bl  mmu_init                        @ 启动MMU    ldr sp, =0xB4000000                 @ 重设栈指针，指向SDRAM顶端(使用虚拟地址)    ldr pc, =0xB0004000                 @ 跳到SDRAM中继续执行第二部分代码halt_loop:    b   halt_loop

/* * init.c: 进行一些初始化，在Steppingstone中运行 * 它和head.S同属第一部分程序，此时MMU未开启，使用物理地址 */ /* WATCHDOG寄存器 */#define WTCON           (*(volatile unsigned long *)0x53000000)/* 存储控制器的寄存器起始地址 */#define MEM_CTL_BASE    (*(volatile unsigned long *)0x48000000)/* * 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启 */void disable_watch_dog(void){    WTCON = 0;  // 关闭WATCHDOG很简单，往这个寄存器写0即可}/* * 设置存储控制器以使用SDRAM */void memsetup(void){    /* SDRAM 13个寄存器的值 */    unsigned long  const    mem_cfg_val[]={ 0x22011110,     //BWSCON//bank6、bank7位宽32 ；bank5位宽8 ；bank4－bank1 sdram位宽16；//所有bank均禁止等待，均未配置sram选项，0x00000700,     //BANKCON00x00000700,     //BANKCON10x00000700,     //BANKCON20x00000700,     //BANKCON3  0x00000700,     //BANKCON40x00000700,     //BANKCON5//bank0～bank5 存取周期14clocks 地址建立时间、保持时间0clock 片选建立时间、保持时间0clock 页模式下存取周期2clocks 页模式配置 普通0x00018005,     //BANKCON60x00018005,     //BANKCON7//bank6～bank7 存储器类型为SDRAM ，RAS～CAS 延时为3clocks  CAS 位数为9bits0x008C07A3,     //REFRESH//使能刷新 自动刷新 RAS预充电时间为2clocks 半行周期7clocks 刷新计数值为0X7A3//刷新周期T=(2^11-0X7A3+1)/CLK_sdram 约为us级0x000000B1,     //BANKSIZE//允许突发操作 允许掉电模式 sclk仅在存取sdram时有效 bank6、bank7 大小64MB0x00000030,     //MRSRB60x00000030,     //MRSRB7//CAS延时 3clocks };    int     i = 0;    for(; i < 13; i++)*(&MEM_CTL_BASE +i)= mem_cfg_val[i];       }/* * 将第二部分代码复制到SDRAM */void copy_2th_to_sdram(void){    unsigned int *pdwSrc  = (unsigned int *)2048;    unsigned int *pdwDest = (unsigned int *)0x30004000;    //在程序执行此函数时，还没有使用地址映射 因此使用了物理地址    while (pdwSrc < (unsigned int *)4096)    {        *pdwDest = *pdwSrc;        pdwDest++;        pdwSrc++;    }}/* * 设置页表 */void create_page_table(void){/*  * 用于段描述符的一些宏定义 */ #define MMU_FULL_ACCESS     (3 << 10)   /* 访问权限 可读可写*/#define MMU_DOMAIN          (0 << 5)    /* 属于哪个域 设置此段与域访问控制寄存器对应的域 mmu可以对不同的域进行不同的访问权限检查*/#define MMU_SPECIAL         (1 << 4)    /* 必须是1 固定值 */#define MMU_CACHEABLE       (1 << 3)    /* cacheable 允许该段使用ICache ICache应尽早(一般在mmu开启之前)开启 以提高CPU取指效率 */#define MMU_BUFFERABLE      (1 << 2)    /* bufferable 通过配置Ctt和 Btt 可以确定DCache的配置为“写回”模式 DCache 必须在开启mmu之后才能被使用*/#define MMU_SECTION         (2)         /* 表示这是段描述符 */#define MMU_SECDESC         (MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL | \                             MMU_SECTION)#define MMU_SECDESC_WB      (MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL | \                             MMU_CACHEABLE | MMU_BUFFERABLE | MMU_SECTION)#define MMU_SECTION_SIZE    0x00100000    unsigned long virtuladdr, physicaladdr;    unsigned long *mmu_tlb_base = (unsigned long *)0x30000000;        /*     * Steppingstone的起始物理地址为0，第一部分程序的起始运行地址也是0，     * 为了在开启MMU后仍能运行第一部分的程序，     * 将0～1M的虚拟地址映射到同样的物理地址     */    virtuladdr = 0;    physicaladdr = 0;    *(mmu_tlb_base + (virtuladdr >> 20)) = (physicaladdr & 0xFFF00000) | \                                            MMU_SECDESC_WB;    /*     * 0x56000000是GPIO寄存器的起始物理地址，     * GPBCON和GPBDAT这两个寄存器的物理地址0x56000010、0x56000014，     * 为了在第二部分程序中能以地址0xA0000010、0xA0000014来操作GPBCON、GPBDAT，     * 把从0xA0000000开始的1M虚拟地址空间映射到从0x56000000开始的1M物理地址空间     * 注意此段分配了外部IO引脚 因此要禁止使用ICache&DCache     */    virtuladdr = 0xA0000000;    physicaladdr = 0x56000000;    *(mmu_tlb_base + (virtuladdr >> 20)) = (physicaladdr & 0xFFF00000) | \                                            MMU_SECDESC;    /*     * SDRAM的物理地址范围是0x30000000～0x33FFFFFF，     * 将虚拟地址0xB0000000～0xB3FFFFFF映射到物理地址0x30000000～0x33FFFFFF上，     * 总共64M，涉及64个段描述符 将SDRAM分成了64段  每段1MB     */    virtuladdr = 0xB0000000;    physicaladdr = 0x30000000;    while (virtuladdr < 0xB4000000)    {        *(mmu_tlb_base + (virtuladdr >> 20)) = (physicaladdr & 0xFFF00000) | \                                                MMU_SECDESC_WB;        virtuladdr += 0x100000;        physicaladdr += 0x100000;    }}/* * 启动MMU */void mmu_init(void){    unsigned long ttb = 0x30000000;__asm__(    "mov    r0, #0\n"    "mcr    p15, 0, r0, c7, c7, 0\n"    /* 使无效ICaches和DCaches */        "mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 4\n"   /* drain write buffer on v4 */    "mcr    p15, 0, r0, c8, c7, 0\n"    /* 使无效指令、数据TLB */        "mov    r4, %0\n"                   /* r4 = 页表基址 */    "mcr    p15, 0, r4, c2, c0, 0\n"   //r2 (TTB) 变换表基址寄存器 保存了当前活动的第一级变换表的基地址// /* 设置页表基址寄存器 */        "mvn    r0, #0\n"                   //mvn 按位取反后传送数据    "mcr    p15, 0, r0, c3, c0, 0\n"    /* 域访问控制寄存器设为0xFFFFFFFF，                                         * 不进行权限检查                                          */        /*      * 对于控制寄存器，先读出其值，在这基础上修改感兴趣的位，     * 然后再写入     */    "mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 0\n"    /* 读出控制寄存器的值 */        /* 控制寄存器的低16位含义为：.RVI ..RS B... .CAM     * R : 表示换出Cache中的条目时使用的算法，     *     0 = Random replacement；1 = Round robin replacement     * V : 表示异常向量表所在的位置，     *     0 = Low addresses = 0x00000000；1 = High addresses = 0xFFFF0000     * I : 0 = 关闭ICaches；1 = 开启ICaches     * R、S : 用来与页表中的描述符一起确定内存的访问权限     * B : 0 = CPU为小字节序；1 = CPU为大字节序     * C : 0 = 关闭DCaches；1 = 开启DCaches     * A : 0 = 数据访问时不进行地址对齐检查；1 = 数据访问时进行地址对齐检查     * M : 0 = 关闭MMU；1 = 开启MMU     */        /*       * 先清除不需要的位，往下若需要则重新设置它们         */                                        /* .RVI ..RS B... .CAM */     "bic    r0, r0, #0x3000\n"          /* ..11 .... .... .... 清除V、I位 */    "bic    r0, r0, #0x0300\n"          /* .... ..11 .... .... 清除R、S位 */    "bic    r0, r0, #0x0087\n"          /* .... .... 1... .111 清除B/C/A/M *///异常寄存器基地址0x00 ICcche 禁止 小端操作 DCache 禁止 禁止对齐故障检查 MMU禁止     /*     * 设置需要的位     */    "orr    r0, r0, #0x0002\n"          /* .... .... .... ..1. 开启对齐检查 */    "orr    r0, r0, #0x0004\n"          /* .... .... .... .1.. 开启DCaches */    "orr    r0, r0, #0x1000\n"          /* ...1 .... .... .... 开启ICaches */    "orr    r0, r0, #0x0001\n"          /* .... .... .... ...1 使能MMU *///使能对齐故障检查 使能DCache ICache MMU使能         "mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 0\n"    /* 将修改的值写入控制寄存器 */    : /* 无输出 */    : "r" (ttb) );}

/* * leds.c: 循环点亮4个LED * 属于第二部分程序，此时MMU已开启，使用虚拟地址 */ #define GPBCON      (*(volatile unsigned long *)0xA0000010)     // 物理地址0x56000010#define GPBDAT      (*(volatile unsigned long *)0xA0000014)     // 物理地址0x56000014#define GPB5_out    (1<<(5*2))#define GPB6_out    (1<<(6*2))#define GPB7_out    (1<<(7*2))#define GPB8_out    (1<<(8*2))/* * wait函数加上“static inline”是有原因的， * 这样可以使得编译leds.c时，wait嵌入main中，编译结果中只有main一个函数。 * 于是在连接时，main函数的地址就是由连接文件指定的运行时装载地址。 * 而连接文件mmu.lds中，指定了leds.o的运行时装载地址为0xB4004000， * 这样，head.S中的“ldr pc, =0xB4004000”就是跳去执行main函数。 */static inline void wait(unsigned long dly){    for(; dly > 0; dly--);}int main(void){    unsigned long i = 0;        // 将LED1-4对应的GPB5/6/7/8四个引脚设为输出    GPBCON = GPB5_out|GPB6_out|GPB7_out|GPB8_out;           while(1){        wait(300000);        GPBDAT = (~(i<<5));     // 根据i的值，点亮LED1-4        if(++i == 16)            i = 0;    }    return 0;}

连接脚本文件mmu.lds

SECTIONS {   firtst    0x00000000 : { head.o init.o }  second    0xB0004000 : AT(2048) { leds.o }} 

Makefile文件

objs := head.o init.o leds.ommu.bin : $(objs)arm-linux-ld -Tmmu.lds -o mmu_elf $^arm-linux-objcopy -O binary -S mmu_elf $@arm-linux-objdump -D -m arm mmu_elf > mmu.dis%.o:%.carm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o $@ $<%.o:%.Sarm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o $@ $<clean:rm -f mmu.bin mmu_elf mmu.dis *.o