44B0启动程序详细说明文档

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44B0启动程序详细说明文档
44B0启动程序详细说明文档 思瑞讯电子　　技术文档　　　2007-4-6

; *******************************************************
; * NAME    : 44BINIT.S     *
; * Version : 10.JAn.2003    *
; * Description:     *
; * C start up codes    *
; * Configure memory, Initialize ISR ,stacks *
; * Initialize C-variables    *
; * Fill zeros into zero-initialized C-variables *
; * 思瑞讯电子增加注释说明 2007-03-30
; *www.chinasrx.com
; *******************************************************

    GET ../inc/option.a
    GET ../inc/memcfg.a

;Interrupt Control      ;声明符号常量定义寄存器的对应地址
INTPND     EQU 0x01e00004
INTMOD     EQU 0x01e00008
INTMSK     EQU 0x01e0000c
I_ISPR     EQU 0x01e00020
I_CMST     EQU 0x01e0001c

;Watchdog timer
WTCON EQU 0x01d30000

;Clock Controller
PLLCON     EQU 0x01d80000
CLKCON     EQU 0x01d80004
LOCKTIME    EQU 0x01d8000c

;Memory Controller
REFRESH     EQU 0x01c80024

;Pre-defined constants
USERMODE    EQU 0x10
FIQMODE     EQU 0x11
IRQMODE     EQU 0x12
SVCMODE     EQU 0x13
ABORTMODE   EQU 0x17
UNDEFMODE   EQU 0x1b
MODEMASK    EQU 0x1f
NOINT     EQU 0xc0

;check if tasm.exe is used.
    GBLL    THUMBCODE     ;定义全局逻辑变量THUMBCODE
    [ {CONFIG} = 16      ;相当于if (CONFIG==16)
THUMBCODE SETL {TRUE}     ;THUMBCODE=TRUE；
    CODE32        ;声明为32位指令集，即使用ARM指令进行编译
    |           ;else
THUMBCODE SETL {FALSE}     ;THUMBCODE=FALSE；
    ]

    [ THUMBCODE       ;if THUMBCODE=TRUE
    CODE32          ;转入32位编译模式
    ]
;以下位宏定义，任何调用HandlerXXX HANDLER HandleXXX都将被下面的程序展开
;该宏定义的代码用于将对应中断服务程序ISR的入口地址装载到PC中，可称之为“加载程序”
;本初始化程序定义了一个34个字空间的数据区（在文件最后），用于存放相应中断服务程序的首地址。
;每个字空间都有一个标号，以HandleXXX命名。
;在向量中断模式下使用“加载程序”来执行中断服务程序。www.chinasrx.com
;********************************************************************************************
;**********向量(矢量)中断和非向量(非矢量)中断模式的概念与区别**********************************************
;（一）www.chinasrx.com
;向量中断模式是当CPU读取位于0x18处的IRQ中断指令的时候，系统自动读取对应于该中断源确定地址上的指令取代0x18处的指令，
;通过跳转指令系统就直接跳转到对应地址函数中，节省了中断处理时间提高了中断处理速度。
;例如 ADC 中断的向量地址为0xC0,则在0xC0处放如下代码：ldr PC,=HandlerADC 当ADC中断产生的时候系统会
;自动跳转到HandlerADC函数中处理中断。
;（二）www.chinasrx.com
;非向量中断模式处理方式是一种传统的中断处理方法，当系统产生中断的时候，系统将INTPND寄存器中对应标志位置位，
;然后跳转到位于0x18处的统一中断函数中；
;该函数通过读取INTPND寄存器中对应标志位来判断中断源，并根据优先级关系再跳到对应中断源的处理代码中处理中断。

MACRO
$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel

$HandlerLabel
          ;由于ADS仅支持FD（满递减）型堆栈
    sub     sp,sp,#4        ;将堆栈退一个字用于保存下面用到的R0
    stmfd   sp!,{r0}        ;将R0压入堆栈
    ldr     r0,=$HandleLabel   ;将HandleLabel的地址赋给R0
    ldr     r0,[r0]         ;将HandleLabel的地址指向的内容(实际的执行地址)赋给R0
    str     r0,[sp,#4]        ;将对应的中断函数首地址入栈保护
    ldmfd   sp!,{r0,pc}        ;将中断函数的首地址出栈，放入PC中，系统将跳转到对应中断处理函数
    MEND

;ARM的系统软件开发中主要包含RO，RW,ZI三个段组成。
;其中RO为代码段；RW为已经初始化的全局变量；ZI是未初始化的全局变量
;（对于GNU来说，依次对.text .data .bss段）
;值得说明的是：
;Bootloader要将RW段复制到RAM中并将ZI段清零；
;编译器要使用下列段来记录各段的起始和结束地址。
; |Image$$RO$$Base| ;   RO段起始地址
; |Image$$RO$$Limit| ;   RO段结束地址＋1
; |Image$$RW$$Base| ;   RW段起始地址
; |Image$$RW$$Limit| ;   RW段结束地址＋1
; |Image$$ZI$$Base| ;   ZI段起始地址
; |Image$$ZI$$Limit| ;   ZI段结束地址＋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

IMPORT Main ;主程序的入口
;以下为代码段
AREA Init,CODE,READONLY
;说明：
;关键字ENTRY告诉编译器保留这段代码。
;从代码看Init段就是要写入0x00地址的原始中断向量，
;因此把这个文件编译生成的44binit.O和Init填入ADS-Linker-Layout页对应项中。
;【这样编译器会把该段代码编译到0X0地址。】
;www.chinasrx.com
;异常中断向量表【每个表项占4个字节】
;一旦系统运行时有中断发生,即使移植了操作系统,如linux。
;处理器已经把控制权交给了操作系统，一旦发生中断，处理器还是会跳转到从0x0开始执行
;中断向量表中的对应中断。
;具体中断向量布局参考S3C44B0X的数据手册
;例如 ADC 的中断向量为 0x000000c0 下面对应表中第49项位置
;对应向量地址为 0x0+4*(49-1)= 0x000000c0

ENTRY          ;ENTRY程序入口标号需要顶格式写，否则出错。www.chinasrx.com
    b ResetHandler       ;复位异常
    b HandlerUndef       ;未定义异常
    b HandlerSWI         ;软件中断异常
    b HandlerPabort      ;指令预取异常
    b HandlerDabort      ;数据预取异常
    b .            ;保留
    b HandlerIRQ      ;外部中断外设中断都是在这里扩展的
    b HandlerFIQ      ;快速中断
;***IMPORTANT NOTE***
;If the H/W vectored interrutp mode is enabled, The above two instructions should
;be changed like below, to work-around with H/W bug of S3C44B0X interrupt controller.
; b HandlerIRQ  ->  subs pc,lr,#4
; b HandlerIRQ  ->  subs pc,lr,#4
;说明：原文注明当使用向量中断模式时，需用subs pc,lr,#4来代替前面的语句
;      这是原来S3C44B0X硬件中的一个BUG，后期推出的S3C44B0X已经解决此BUG，但是为了兼容
;      早期的版本，用subs pc,lr,#4替换后也可以正常工作，相当于现在的硬件中两条语句都
;      可以兼容，后期的器件手册中已经注明可以直接采用b HandlerIRQ的方式

;www.chinasrx.com

VECTOR_BRANCH
    ldr pc,=HandlerEINT0    ;mGA    H/W interrupt vector table
    ldr pc,=HandlerEINT1    ;
    ldr pc,=HandlerEINT2    ;
    ldr pc,=HandlerEINT3    ;
    ldr pc,=HandlerEINT4567 ;
    ldr pc,=HandlerTICK     ;mGA
    b .
    b .
    ldr pc,=HandlerZDMA0    ;mGB
    ldr pc,=HandlerZDMA1    ;
    ldr pc,=HandlerBDMA0    ;
    ldr pc,=HandlerBDMA1    ;
    ldr pc,=HandlerWDT     ;
    ldr pc,=HandlerUERR01   ;mGB
    b .
    b .
    ldr pc,=HandlerTIMER0   ;mGC
    ldr pc,=HandlerTIMER1   ;
    ldr pc,=HandlerTIMER2   ;
    ldr pc,=HandlerTIMER3   ;
    ldr pc,=HandlerTIMER4   ;
    ldr pc,=HandlerTIMER5   ;mGC
    b .
    b .
    ldr pc,=HandlerURXD0    ;mGD
    ldr pc,=HandlerURXD1    ;
    ldr pc,=HandlerIIC     ;
    ldr pc,=HandlerSIO     ;
    ldr pc,=HandlerUTXD0    ;
    ldr pc,=HandlerUTXD1    ;mGD
    b .
    b .
    ldr pc,=HandlerRTC     ;mGKA
    b .       ;
    b .       ;
    b .       ;
    b .       ;
    b .       ;mGKA
    b .
    b .
    ldr pc,=HandlerADC     ;mGKB
    b .       ;
    b .       ;
    b .       ;
    b .       ;
    b .       ;mGKB
    b .
    b .
;0xe0=EnterPWDN
    ldr pc,=EnterPWDN

    LTORG
;下面是具体的中断处理函数跳转的宏，通过上面的$HandlerLabel的宏定义
;展开后跳转到对应的中断处理函数（ISR）处理中断（对于向量中断）www.chinasrx.com
HandlerFIQ  HANDLER HandleFIQ
HandlerIRQ  HANDLER HandleIRQ
HandlerUndef HANDLER HandleUndef
HandlerSWI  HANDLER HandleSWI
HandlerDabort HANDLER HandleDabort
HandlerPabort HANDLER HandlePabort

HandlerADC  HANDLER HandleADC
HandlerRTC  HANDLER HandleRTC
HandlerUTXD1 HANDLER HandleUTXD1
HandlerUTXD0 HANDLER HandleUTXD0
HandlerSIO  HANDLER HandleSIO
HandlerIIC  HANDLER HandleIIC
HandlerURXD1 HANDLER HandleURXD1
HandlerURXD0 HANDLER HandleURXD0
HandlerTIMER5 HANDLER HandleTIMER5
HandlerTIMER4 HANDLER HandleTIMER4
HandlerTIMER3 HANDLER HandleTIMER3
HandlerTIMER2 HANDLER HandleTIMER2
HandlerTIMER1 HANDLER HandleTIMER1
HandlerTIMER0 HANDLER HandleTIMER0
HandlerUERR01 HANDLER HandleUERR01
HandlerWDT  HANDLER HandleWDT
HandlerBDMA1 HANDLER HandleBDMA1
HandlerBDMA0 HANDLER HandleBDMA0
HandlerZDMA1 HANDLER HandleZDMA1
HandlerZDMA0 HANDLER HandleZDMA0
HandlerTICK  HANDLER HandleTICK
HandlerEINT4567 HANDLER HandleEINT4567
HandlerEINT3 HANDLER HandleEINT3
HandlerEINT2 HANDLER HandleEINT2
HandlerEINT1 HANDLER HandleEINT1
HandlerEINT0 HANDLER HandleEINT0

;One of the following two routines can be used for non-vectored interrupt.
;下面这段程序是用来处理非向量中断，具体判断I_ISPR中各位是否置1 置1表示目前此中断等待响应（每次只能有一位置1），从最高优先级中断位开始判断，检测到等待服务
;中断就将pc置为中断服务函数首地址www.chinasrx.com
IsrIRQ         ;using I_ISPR register.
    sub     sp,sp,#4           ;reserved for PC
    stmfd   sp!,{r8-r9}

;IMPORTANT CAUTION
;if I_ISPC isn't used properly, I_ISPR can be 0 in this routine.

    ldr     r9,=I_ISPR
    ldr     r9,[r9]
    mov     r8,#0x0
0
    movs    r9,r9,lsr #1
    bcs     %F1
    add     r8,r8,#4
    b     %B0

1
    ldr     r9,=HandleADC
    add     r9,r9,r8
    ldr     r9,[r9]
    str     r9,[sp,#8]
    ldmfd   sp!,{r8-r9,pc}

;****************************************************
;* START         *www.chinasrx.com
;****************************************************
;板子上电和复位后，程序开始从位于0x0处执行b ResetHandler ，从而跳转到这里执行程序。
;板子上电复位后，执行以下几个步骤，这里通过标号在注释中加1，2，3....表示，标号表示执行顺序
;1.禁止看门狗，屏蔽所有中断www.chinasrx.com
ResetHandler
    ldr     r0,=WTCON     ;watch dog disable
    ldr     r1,=0x0
    str     r1,[r0]

    ldr     r0,=INTMSK
    ldr     r1,=0x07ffffff  ;all interrupt disable
    str     r1,[r0]
;2.根据工作频率设置PLL
;这里介绍一下计算公式
; Fpllo=(m*Fin)/(p*2^s)
; m=MDIV+8,p=PDIV+2,s=SDIV
; Fpllo必须大于20Mhz小于66Mhz
; Fpllo*2^s必须小于170Mhz
;如下面的PLLCON设定中的M_DIV P_DIV S_DIV是取自option.h中
;#elif  (MCLK==40000000)
;#define  PLL_M (0x48)
;#define  PLL_P (0x3)
;#define  PLL_S (0x2)
;所以m=MDIV+8=80,p=PDIV+2=5,s=SDIV=2
;硬件使用晶振为10Mhz,即Fin=10Mhz
;Fpllo=80*10/5*2^2=40Mhz
    ;****************************************************
    ;* Set clock control registers   *
    ;****************************************************
    ldr r0,=LOCKTIME
    ldr r1,=800          ; count = t_lock * Fin (t_lock=200us, Fin=4MHz) = 800
    str r1,[r0]

    [ PLLONSTART
ldr r0,=PLLCON      ;temporary setting of PLL
ldr r1,=((M_DIV<<12)+(P_DIV<<4)+S_DIV) ;Fin=10MHz,Fout=40MHz
str r1,[r0]
    ]

    ldr     r0,=CLKCON
    ldr     r1,=0x7ff8        ;All unit block CLK enable
    str     r1,[r0]
;3.设置存储相关寄存器的程序
;主要设置SDRAM,flash ROM 存储器连接和工作时序的程序,以及片选定义的程序
;SMRDATA map在下面的程序中定义
;SMRDATA中涉及的值请参考memcfg.s程序
;具体寄存器各位含义请参考S3C44B0X Specification

;www.chinasrx.com
    ;****************************************************
    ;* Set memory control registers   *
    ;****************************************************
    ldr     r0,=SMRDATA
    ldmia   r0,{r1-r13}
    ldr     r0,=0x01c80000  ;BWSCON Address
    stmia   r0,{r1-r13}

    ;****************************************************
    ;* Initialize stacks    *
    ;****************************************************
    ldr     sp, =SVCStack ;Why?
    bl     InitStacks
;
;5.设置缺省中断处理函数
    ;****************************************************
    ;* Setup IRQ handler    *
    ;****************************************************
    ldr     r0,=HandleIRQ  ;This routine is needed
    ldr     r1,=IsrIRQ   ;if there isn't 'subs pc,lr,#4' at 0x18, 0x1c
    str     r1,[r0]
;6.将数据段拷贝到RAM中,将ZI数据段清零,跳入C语言的main函数执行。
;到这里Bootloader初步引导结束。拷贝|Image$$RO$$Limit|起始的大小为（|Image$$ZI$$Base|－|Image$$RW$$Base|）
;的数据拷贝到|Image$$RW$$Base|对应的数据单元处。
    ;********************************************************
    ;* Copy and paste RW data/zero initialized data     *
    ;********************************************************
    LDR     r0, =|Image$$RO$$Limit| ; Get pointer to ROM data
    LDR     r1, =|Image$$RW$$Base| ; and RAM copy
    LDR     r3, =|Image$$ZI$$Base|
;Zero init base => top of initialised data

    CMP     r0, r1     ; Check that they are different
    BEQ     %F1
0
    CMP     r1, r3     ; Copy init data
    LDRCC   r2, [r0], #4    ;--> LDRCC r2, [r0] + ADD r0, r0, #4
    STRCC   r2, [r1], #4    ;--> STRCC r2, [r1] + ADD r1, r1, #4
    BCC     %B0
1
    LDR     r1, =|Image$$ZI$$Limit| ; Top of zero init segment
    MOV     r2, #0
2
    CMP     r3, r1     ; Zero init
    STRCC   r2, [r3], #4
    BCC     %B2

    [ :LNOT:THUMBCODE
BL Main     ;Don't use main() because ......
;跳入main()函数
B .
    ]

    [ THUMBCODE      ;for start-up code for Thumb mode
orr     lr,pc,#1
bx      lr
CODE16
bl      Main     ;Don't use main() because ......
b       .
CODE32
    ]
;4.初始化各模式下的堆栈指针
;****************************************************
;* The function for initializing stack     *
;****************************************************
InitStacks
;Don't use DRAM,such as stmfd,ldmfd......
;SVCstack is initialized before
;Under toolkit ver 2.50, 'msr cpsr,r1' can be used instead of 'msr cpsr_cxsf,r1'

    mrs     r0,cpsr
    bic     r0,r0,#MODEMASK
    orr     r1,r0,#UNDEFMODE|NOINT
    msr     cpsr_cxsf,r1    ;UndefMode
    ldr     sp,=UndefStack

    orr     r1,r0,#ABORTMODE|NOINT
    msr     cpsr_cxsf,r1        ;AbortMode
    ldr     sp,=AbortStack

    orr     r1,r0,#IRQMODE|NOINT
    msr     cpsr_cxsf,r1        ;IRQMode
    ldr     sp,=IRQStack

    orr     r1,r0,#FIQMODE|NOINT
    msr     cpsr_cxsf,r1        ;FIQMode
    ldr     sp,=FIQStack

    bic     r0,r0,#MODEMASK|NOINT
    orr     r1,r0,#SVCMODE
    msr     cpsr_cxsf,r1        ;SVCMode
    ldr     sp,=SVCStack

;USER mode is not initialized.
    mov     pc,lr       ;The LR register may be not valid for the mode changes.
;
;下面是PWDN模式下的相关寄存器的定义
;****************************************************
;* The function for entering power down mode   *
;****************************************************
;void EnterPWDN(int CLKCON);
EnterPWDN
    mov     r2,r0               ;r0=CLKCON
    ldr     r0,=REFRESH
    ldr     r3,[r0]
    mov     r1, r3
    orr     r1, r1, #0x400000   ;self-refresh enable
    str     r1, [r0]

    nop     ;Wait until self-refresh is issued. May not be needed.
    nop     ;If the other bus master holds the bus, ...
    nop     ; mov r0, r0
    nop
    nop
    nop
    nop

;enter POWERDN mode
ldr r0,=CLKCON
str r2,[r0]

;wait until enter SL_IDLE,STOP mode and until wake-up
    mov     r0,#0xff
0   subs    r0,r0,#1
    bne     %B0

;exit from DRAM/SDRAM self refresh mode.
    ldr     r0,=REFRESH
    str     r3,[r0]

    mov     pc,lr

LTORG
;
;
;这是上面提到的对存储寄存器初始化的数据映射表（DATA Map）
SMRDATA DATA
;*****************************************************************
;* Memory configuration has to be optimized for best performance *
;* The following parameter is not optimized. *
;*****************************************************************

;*** memory access cycle parameter strategy ***
; 1) Even FP-DRAM, EDO setting has more late fetch point by half-clock
; 2) The memory settings,here, are made the safe parameters even at 66Mhz.
; 3) FP-DRAM Parameters:tRCD=3 for tRAC, tcas=2 for pad delay, tcp=2 for bus load.
; 4) DRAM refresh rate is for 40Mhz.

DCD 0x11110090 ;Bank0=OM[1:0], Bank1~Bank7=16bit, bank2=8bit;
  DCD ((B0_Tacs<<13)+(B0_Tcos<<11)+(B0_Tacc<<8)+(B0_Tcoh<<6)+(B0_Tah<<4)+(B0_Tacp<<2)+(B0_PMC)) ;GCS0
DCD ((B1_Tacs<<13)+(B1_Tcos<<11)+(B1_Tacc<<8)+(B1_Tcoh<<6)+(B1_Tah<<4)+(B1_Tacp<<2)+(B1_PMC)) ;GCS1
DCD ((B2_Tacs<<13)+(B2_Tcos<<11)+(B2_Tacc<<8)+(B2_Tcoh<<6)+(B2_Tah<<4)+(B2_Tacp<<2)+(B2_PMC)) ;GCS2
DCD ((B3_Tacs<<13)+(B3_Tcos<<11)+(B3_Tacc<<8)+(B3_Tcoh<<6)+(B3_Tah<<4)+(B3_Tacp<<2)+(B3_PMC)) ;GCS3
DCD ((B4_Tacs<<13)+(B4_Tcos<<11)+(B4_Tacc<<8)+(B4_Tcoh<<6)+(B4_Tah<<4)+(B4_Tacp<<2)+(B4_PMC)) ;GCS4
DCD ((B5_Tacs<<13)+(B5_Tcos<<11)+(B5_Tacc<<8)+(B5_Tcoh<<6)+(B5_Tah<<4)+(B5_Tacp<<2)+(B5_PMC)) ;GCS5
DCD ((B6_MT<<15)+(B6_Trcd<<2)+(B6_SCAN)) ;GCS6
DCD ((B7_MT<<15)+(B7_Trcd<<2)+(B7_SCAN)) ;GCS7
DCD ((REFEN<<23)+(TREFMD<<22)+(Trp<<20)+(Trc<<18)+(Tchr<<16)+REFCNT) ;REFRESH RFEN=1, TREFMD=0, trp=3clk, trc=5clk, tchr=3clk,count=1019
DCD 0x16       ;SCLK power mode, BANKSIZE 32M/32M
DCD 0x20       ;MRSR6 CL=2clk
DCD 0x20       ;MRSR7

ALIGN

;下面是对RAM区域数据映射表的（DATA Map）的定义
AREA RamData, DATA, READWRITE
;从地址(_ISR_STARTADDRESS-0x500)处保留指定字节数的空间
^ (_ISR_STARTADDRESS-0x500)

UserStack # 256 ;c1(c7)ffa00  ;以地址(_ISR_STARTADDRESS-0x500)起始保留连续256个字节
SVCStack # 256 ;c1(c7)ffb00  ;紧接着保留256个字节
UndefStack # 256 ;c1(c7)ffc00
AbortStack # 256 ;c1(c7)ffd00
IRQStack # 256 ;c1(c7)ffe00
FIQStack # 0 ;c1(c7)fff00

;从地址_ISR_STARTADDRESS处保留指定字节数的空间
^ _ISR_STARTADDRESS ;该值在OPTION.h中定义
HandleReset # 4 ;保留4个连续字节
HandleUndef # 4
HandleSWI # 4
HandlePabort # 4
HandleDabort # 4
HandleReserved # 4
HandleIRQ # 4
HandleFIQ # 4

;Don't use the label 'IntVectorTable',
;because armasm.exe cann't recognize this label correctly.
;the value is different with an address you think it may be.
;IntVectorTable
HandleADC # 4
HandleRTC # 4
HandleUTXD1 # 4
HandleUTXD0 # 4
HandleSIO # 4
HandleIIC # 4
HandleURXD1 # 4
HandleURXD0 # 4
HandleTIMER5 # 4
HandleTIMER4 # 4
HandleTIMER3 # 4
HandleTIMER2 # 4
HandleTIMER1 # 4
HandleTIMER0 # 4
HandleUERR01 # 4
HandleWDT # 4
HandleBDMA1 # 4
HandleBDMA0 # 4
HandleZDMA1 # 4
HandleZDMA0 # 4
HandleTICK # 4
HandleEINT4567 # 4
HandleEINT3 # 4
HandleEINT2 # 4
HandleEINT1 # 4
HandleEINT0 # 4 ;0xc1(c7)fff84

END
;www.chinasrx.com