S3C2410 bootloader(vivi)阅读笔记

 

　　建议读一读《嵌入式系统Boot Loader技术内幕》(詹荣开著)。什么是Bootloader就不再这里废话了，看看上面的文章就明了了。

　　Bootloader有很多种，如本文将要阅读的vivi，除此之外还有uboot，redboot，lilo等等。Vivi 是韩国mizi公司专门为三星s3c2410芯片设计的Bootloader。

　　先来看看vivi的源码树：

　　vivi-+-arch-+-s3c2410

　　|-Documentation

　　|-drivers-+-serial

　　| ‘ -mtd-+-maps

　　| |-nor

　　| ‘-nand

　　|-include-+-platform

　　| |-mtd

　　| ‘-proc

　　|-init

　　|-lib-+-priv_data

　　|-scripts-+-lxdialog

　　|-test

　　|-util

　　可以google一下，搜到源码vivi.tar.gz。

　　前面提到的文件已经系统的分析了bootloader的，这里就按源代码来具体说事。vivi也可以分为2个阶段，阶段1的代码在arch/s3c2410/head.S中，阶段2的代码从init/main.c的main函数开始。

　　阶段1

　　阶段1从程序arch/s3c2410/head.S开始，按照head.S的代码执行顺序，一次完成了下面几个任务：

　　关WATCH DOG (disable watch dog timer)

　　上电后，WATCH DOG默认是开着的

　　禁止所有中断 (disable all interrupts)

　　vivi中不会用到中断，中断是系统的事，bootloader可不能去干这事的(不过这段代码实在多余，上电后中断默认是关闭的)

　　初始化系统时钟(initialise system clocks)

　　启动MPLL，FCLK=200MHz，HCLK=100MHz，PCLK=50MHz，“CPU bus mode”改为“Asynchronous bus mode”。

　　初始化内存控制寄存器(memsetup)

　　S3c2410共有15个寄存器，在此开始初始化13个寄存器。

　　检查是否从掉电模式唤醒(Check if this is a wake-up from sleep)若是，则调用WakeupStart函数进行处理。

　　点亮所有LED (All LED on)

　　点一下灯，通知外面的同志，告诉他们有情况发生。

　　初始化UART0 (set GPIO for UART & InitUART)

　　a.设置GPIO，选择UART0使用的引脚

　　b.初始化UART0，设置工作方式(使用FIFO)、波特率115200 8N1、无流控等。这可是使用串口与s3c2410通信的条件啊，在终端也要如此设置。

　　跳到内存测试函数(simple memory test to find some DRAM flaults)

　　当然要定义了CONFIG_BOOTUP_MEMTEST这个参数才会跳到内存测试。

　　如果定义了以Nand flash方式启动(#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT)，则此时要将vivi所有代码(包括阶段1和阶段2)从Nand flash复制到SDRAM中(因为在Nand flash中是不能执行程序的，它只能做为程序和数据的存储器，而Nor flash可就不同了，Nor flash可以执行程序，但贵是它发展的瓶颈)：

　　a.设置nand flash控制寄存器

　　b.设置堆栈指针

　　c.设置即将调用的函数nand_read_ll的参数：r0=目的地址(SDRAM的地址)，r1=源地址(nand flash的地址)，r2=复制的长度(以字节为单位)

　　d.调用nand_read_ll进行复制

　　跳到bootloader的阶段2运行，亦即调用init/main.c中的main函数(get read to call C functions)

　　a.重新设置堆栈

　　b.设置main函数的参数

　　c.调用main函数

　　head.S有900多行，都是些arm汇编，看的云山雾罩，汇编看来是忘的差不多了，所以这部分代码也看的相当糙，只知道大概在干什么，至于个中缘由就不是很了解。先学学arm汇编再回来看。

　　阶段2

　　从init/main.c中的main函数开始，终于步入C语言的世界了。Main函数总共有8步(8 steps)，先看看源代码：

　　int main(int argc, char *argv[])

　　{

　　int ret;

　　/*

　　* Step 1:

　　*/

　　putstr("\r\n");

　　putstr(vivi_banner); //vivi_banner是vivi执行开始的显示信息，vivi_banner在文件version.c中定义

　　reset_handler();

　　/*

　　* Step 2:

　　*/

　　ret = board_init();

　　if (ret) {

　　putstr("Failed a board_init() procedure\r\n");

　　error();

　　}

　　/*

　　* Step 3:

　　*/

　　mem_map_init();

　　mmu_init();

　　putstr("Succeed memory mapping.\r\n");

　　/*

　　* Now, vivi is running on the ram. MMU is enabled.

　　* Step 4:

　　*/

　　/* initialize the heap area*/

　　ret = heap_init();

　　if (ret) {

　　putstr("Failed initailizing heap region\r\n");

　　error();

　　}

　　/* Step 5:

　　* MTD

　　*/

　　ret = mtd_dev_init();

　　/* Step 6:

　　*/

　　init_priv_data();

　　/* Step 7:

　　*/

　　misc();

　　init_builtin_cmds();

　　/* Step 8:

　　*/

　　boot_or_vivi();

　　return 0;

　　}

　　下面按照上面的步骤逐步来分析一下。

　　1、Step 1：reset_handler()

　　reset_handler用于将内存清零，代码在lib/reset_handle.c中。

　　1 void

　　2 reset_handler(void)

　　3 {

　　4 int pressed;

　　5 pressed = is_pressed_pw_btn(); /*判断是硬件复位还是软件复位*/

　　6 if (pressed == PWBT_PRESS_LEVEL) {

　　7 DPRINTK("HARD RESET\r\n");

　　8 hard_reset_handle(); /*调用clear_mem对SDRAM清0*/

　　9 } else {

　　10 DPRINTK("SOFT RESET\r\n");

　　11 soft_reset_handle(); /*此函数为空*/

　　12 }

　　13 }

　　在上电后，reset_handler调用第8行的hard_reset_handle()，此函数在lib/reset_handle.c中：

　　[main(int argc, char *argv[]) -> reset_handler() -> hard_reset_handle()]

　　1 static void

　　2 hard_reset_handle(void)

　　3 {

　　4 #if 0

　　5 clear_mem((unsigned long)(DRAM_BASE + VIVI_RAM_ABS_POS), \

　　6 (unsigned long)(DRAM_SIZE - VIVI_RAM_ABS_POS));

　　7 #endif

　　/*lib/memory.c,将起始地址为USER_RAM_BASE，长度为USER_RAM_SIZE的内存清0*/

　　8 clear_mem((unsigned long)USER_RAM_BASE, (unsigned long) USER_RAM_SIZE);

　　9 }

　　先写到这儿吧。

　　2、Step 2：board_init()

　　board_init调用2个函数用于初始化定时器和设置各GPIO引脚功能，代码在arch/s3c2410/smdk.c中：

　　[main(int argc, char *argv[]) > board_init()]

　　1 int board_init(void)

　　2 {

　　3 init_time(); /*arch/s3c2410/proc.c*/

　　4 set_gpios(); /*arch/s3c2410/smdk.c */

　　5 return 0;

　　6 }

　　init_time() 这个函数对寄存器进行了简单的操作：

　　void init_time(void)

　　{

　　TCFG0 = (TCFG0_DZONE(0) | TCFG0_PRE1(15) | TCFG0_PRE0(0));

　　/*s3c2410 data sheet P298*/

　　/*TCFG0 = 0 | 0xf00 | 0 */

　　}