软硬件环境
宿主机系统:ubuntu
板子芯片:S5PV210(Contex-A8),512M DDR2,512M SLC Nand
交叉编译器:arm-linux-gcc-4.5.1
手册:S5PV210的S5PV210_UM_REV1.1(老版本居然连内存地址空间都不同)
1.写在前面的话
虽然现在主要做应用层软件,还是想学一下底层的东东,弄清楚cpu的启动原理。内容多为摘抄《Linux平台下Mini210S裸机程序开发指南》--友善之臂和他人博客,作为日后翻阅的笔记之用。
2.S5PV210介绍
S5PV210的datasheet中有对它的基本架构的一些介绍,里面有这么一幅图
从这张图中我们可以看出,对于S5PV210来说,采用ContextA8架构,具有32KB的一级缓存(Cache)和512K的二级缓存。
S5PV210有一个96K的iRam和一个64K的iRom。iRom是拿来存放ContextA8的启动BL0的,在出厂的时候由生产商固化在里面,iRam是ContextA8的内部RAM,这个才是真正意义上的内存,BL0会把BL1拷贝到iRam中运行。S5PV210支持存储接口包括SRAM/ROM, OneNAND, SLC/MLC NAND, LPDDR1/LPDDR2/DDR2。
3.S5PV210内存映射
3. S5PV210启动流程
参考S5PV210_iROM_ApplicationNote_Preliminary_20091126.pdf(以下简称SIAP)以及S5PV210的S5PV210_UM_REV1.1.pdf这个版本的datasheet。
3.1板子是怎么启动起来的?
首先我们看下面这一表(见SIAP p22页):
从原文可知道OM[5:0] 引脚决定了SP5V210的启动流程,可直接接VDD或GND来进行模式切换。OM[5]则需要多接一个100k的的下拉电阻。
从友善之臂的原理图中可查到SD启动时,OM[5:0]=001100b,跟原文相符。
接着我们来看看SIAN里面的一个图:
下面还有个注:BL1 / BL2 : It can be variable size copied from boot device to internal SRAM area.
BL1 max. size is 16KB. BL2 max. size is 80KB.
在这个图中我们看以看出我们的S5PV210支持Nor Flash启动,eSSD启动,MMC启动,OneNand启动和Nand启动。B1最大为16KB,BL2最大为80KB。这里的启动代码分为三个部分,第一个就是BL0,第二个就是BL1,第三个就是BL2,这里的BL就是Bootloader的意思。这些标着①②③的就是三星给我们的一个启动流程建议步骤,为啥说是建议的步骤呢?因为我们的启动有时候不一定按照它的建议来,不过流程是不变的,只是代码存放的地方要做一些调整。下面为参考解释:
(1)BL0:是指S5PV210的iROM中固化的启动代码
作用:初始化系统时钟,设置看门狗,初始化堆和栈,加载BL1
(2)BL1:是在iRAM自动从外扩存储器(nand/sd/usb)中拷贝的uboot.bin二进制文件的头最大16K代码
作用:初始化RAM,关闭Cache,设置栈,加载BL2
(3)BL2:是指在代码重定向后在内存中执行的uboot的完整代码
作用:初始化其它外设,加载OS内核
(4)三者之间的关系:(Interal ROM固化代码)BL0将BL1(bootloader的前16KB--BL1)加载到iRAM;BL1然后在iRAM中运行将BL2(剩下的bootloader)加载到SDRAM;BL2加载内核,把OS在SDRAM中运行起来,最终OS是运行在SDRAM(内存)中的。
下图为SRAM的内存地址映射。
因为我使用的是从SDMMC启动,所以我们会使用到CopySDMMCtoMem这个函数,这个函数被定义在0xD0037F98这个位置.
这个函数的原型是:
SD/MMC Copy Function Address External source clock parameter is used to fit EPLL source clock at 20MHz. /** * This Function copy MMC(MoviNAND/iNand) Card Data to memory. * Always use EPLL source clock. * This function works at 20Mhz. * @param u32 StartBlkAddress : Source card(MoviNAND/iNand MMC)) Address.(It must block address.) * @param u16 blockSize : Number of blocks to copy. * @param u32* memoryPtr : Buffer to copy from. * @param bool with_init : determined card initialization. * @return bool(u8) - Success or failure. */ #define CopySDMMCtoMem(z,a,b,c,e)(((bool(*)(int, unsigned int, unsigned short, unsigned int*, bool))(*((unsigned int *)0xD0037F98)))(z,a,b,c,e))