国嵌上学期笔记-自己实现bootloader-第一节

一、思路

1、分析异常向量表

arm920T有7个异常。

Reset重启时产生该异常。

Undefined instructions未定义指令异常。

SWI软中断。

Prefetch Aboart预取指令失败产生。

Data Abort预取数据失败。

IRQ中断。

FIQ快速中断。

发生异常的时候，会自动跳转到固定的地址来执行，这个地址叫异常向量。表中每个异常对应两个地址，默认前面的，如果要用后面的，需要配置CP15协处理器。

注意：第5和6之间有个间隔，写代码时要插入一个无关指令占位。

用到的指令：ldr指令把内存单元地址里面的内容装载。

arm-linux-ld -Tgboot.lds -o gboot.elf $^                       -T加上链接器脚本的文件名。

arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin           转换成二进制

bootloader工作在SVC模式，可以使用更多的指令，有很高的权限。

2、设置为SVC模式

设置为SVC模式：通过程序状态寄存器CPSR（补充：程序状态寄存器有6个CPSR和5个SPSR）。

相关指令：bic清零，orr位或指令置一，msr,mrs指令。程序状态寄存器不能直接修改，放到通用寄存器修改，之后再写回去。

设置0到4可以改变工作模式。后五位和0x13位或。uboot里面是设置0xd3,改变了I和F，屏蔽了中断。

3、关闭看门狗

看门狗作用：例如雪山上的基站，如果死机，自动重启，不需要人去操作。实质是硬件定时器，在计时结束之前，要重新设置定时器（喂狗），到时间还没有喂狗，就重启。

由于bootloader运行的简单程序，不需要看门狗，喂狗太麻烦，所以关闭。

相关指令：mov只能在寄存器之间传递数据，不能操作内存。

STR    Rd, [Rbase]          存储 Rd 到 Rbase 所包含的有效地址

4、关闭中断

设置SVC模式的时候已经顺便关闭了I和F的中断。

另外还需要设置中断屏蔽寄存器，屏蔽中断。

MASK屏蔽寄存器。

指令：mvn把操作数取反，在存到某个寄存器

5、关闭MMU和Catch

看芯片手册。

MMU:内存管理单元。

Catch:处理器通过Catch访问数据，主存储器要访问的数据没在Catch中，则内存中的数据会传给处理器，同时copy一份到Catch中。

MMU:如果没有MMU，则程序员必须知道有多少程序运行，占用了哪些地址，哪些地址可以用。如果随意选择，会产生冲突。

如果有64M空间，使用物理地址只能使用64M，使用的地址范围较小。引入虚拟地址，程序员可以随意写地址，经过MMU可以映射到不同的物理地址。解决地址冲突问题。访问地址空间变大，比如可以使用4G空间，MMU会映射到实际的物理地址。

如下图，ARM11之前，可以直接用虚拟地址访问。ARM11开始，虚拟地址要经过MMU映射为物理地址来访问Catch。

看内核ARM920T的手册：

找到CP15，control寄存器，下面是读写该寄存器的方法。第12位控制ICatch，第2位控制DCatch,第0位控制MMU。

还要使ICatch和DCatch的失效，指令如下，Rd代表某个寄存器，写代码的时候可以用R0。

总结为：先使ICatch和DCatch失效，然后关闭ICatch和DCatch，关闭MMU。ICatch关不关无所谓，DCatch必须关闭，因为bootloader要把内核copy到内存，如果使用了DCatch，但是DCatch没配置好，会导致很多数据在DCatch中，影响内核的运行。（本次代码没关闭ICatch）

核心初始化完成，补充：bl跳转指令会将返回地址放到lr寄存器，要记得做完每一步，加上：mov pc,lr。