ARM啟動代碼分析（2440init.c）

; NAME: 2440INIT.S
; DESC: C start up codes
; Configure memory, ISR ,stacks
;Initialize C-variables
; HISTORY:
; 2002.02.25:kwtark: ver 0.0
; 2002.03.20:purnnamu: Add some functions for testing STOP,Sleep mode
; 2003.03.14:DonGo: Modified for 2440.
;=========================================

GET option.inc
GET memcfg.inc
GET 2440addr.inc

BIT_SELFREFRESH EQU(1<<22) ; bit[22]=1,others=0

;Pre-defined constants 系統(tǒng)的工作模式設(shè)定
USERMODE EQU 0x10
FIQMODE EQU 0x11
IRQMODE EQU 0x12
SVCMODE EQU 0x13
ABORTMODE EQU 0x17
UNDEFMODE EQU 0x1b
MODEMASK EQU 0x1f
NOINT EQU 0xc0

;The location of stacks 系統(tǒng)的堆棧空間設(shè)定
UserStackEQU(_STACK_BASEADDRESS-0x3800);0x33ff4800 ~
SVCStackEQU(_STACK_BASEADDRESS-0x2800);0x33ff5800 ~
UndefStackEQU(_STACK_BASEADDRESS-0x2400);0x33ff5c00 ~
AbortStackEQU(_STACK_BASEADDRESS-0x2000);0x33ff6000 ~
IRQStackEQU(_STACK_BASEADDRESS-0x1000);0x33ff7000 ~
FIQStackEQU(_STACK_BASEADDRESS-0x0);0x33ff8000 ~

;arm處理器有兩種工作狀態(tài) 1.arm:32位 這種工作狀態(tài)下執(zhí)行字對準(zhǔn)的arm指令 2.Thumb:16位 這種工作狀態(tài)執(zhí)行半字對準(zhǔn)的Thumb指令
;因?yàn)樘幚砥鞣譃?6位 32位兩種工作狀態(tài) 程序的編譯器也是分16位和32兩種編譯方式 所以下面的程序用于根據(jù)處理器工作狀態(tài)確定編譯器編譯方式
;code16偽指令指示匯編編譯器后面的指令為16位的thumb指令
;code32偽指令指示匯編編譯器后面的指令為32位的arm指令
;這段是為了統(tǒng)一目前的處理器工作狀態(tài)和軟件編譯方式（16位編譯環(huán)境使用tasm.exe編譯)
;[ if,| else ,]endif
;Check if tasm.exe(armasm -16...@ADS1.0) is used.
GBLL THUMBCODE ;定義一個全局變量
[ {CONFIG} = 16 ;設(shè)置THUMBCODE 為 true表示告訴系統(tǒng)當(dāng)前想用thumb，但實(shí)際啟動時不行，只能啟動后再跳
THUMBCODE SETL {TRUE}
CODE32 ;啟動時強(qiáng)制使用32位編譯模式
|
THUMBCODE SETL {FALSE} ;如果系統(tǒng)要求是ARM指令，則直接設(shè)置THUMBCODE 為 false 說明當(dāng)前的是32位編譯模式
]

MACRO ;宏定義
MOV_PC_LR
[ THUMBCODE
bx lr
|
movpc,lr
]
MEND

MACRO
MOVEQ_PC_LR
[ THUMBCODE
bxeq lr
|
moveq pc,lr
]
MEND

;注意下面這段程序是個宏定義
;下面包含的HandlerXXX HANDLER HandleXXX將都被下面這段程序展開
;這段程序用于把中斷服務(wù)程序的首地址裝載到pc中，有人稱之為“加載程序”。
;本初始化程序定義了一個數(shù)據(jù)區(qū)（在文件最后），32個字空間，存放相應(yīng)中斷服務(wù)程序的首地址。每個字
;空間都有一個標(biāo)號，以Handle***命名。
;在向量中斷模式下使用“加載程序”來執(zhí)行中斷服務(wù)程序。
;這里就必須講一下向量中斷模式和非向量中斷模式的概念
;向量中斷模式是當(dāng)cpu讀取位于0x18處的IRQ中斷指令的時候，系統(tǒng)自動讀取對應(yīng)于該中斷源確定地址上的;
;指令取代0x18處的指令，通過跳轉(zhuǎn)指令系統(tǒng)就直接跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)地址
;函數(shù)中 節(jié)省了中斷處理時間提高了中斷處理速度標(biāo) 例如 ADC中斷的向量地址為0xC0,則在0xC0處放如下
;代碼：ldr PC,=HandlerADC 當(dāng)ADC中斷產(chǎn)生的時候系統(tǒng)會
;自動跳轉(zhuǎn)到HandlerADC函數(shù)中
;非向量中斷模式處理方式是一種傳統(tǒng)的中斷處理方法，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生中斷的時候，系統(tǒng)將interrupt
;pending寄存器中對應(yīng)標(biāo)志位置位 然后跳轉(zhuǎn)到位于0x18處的統(tǒng)一中斷
;函數(shù)中 該函數(shù)通過讀取interrupt pending寄存器中對應(yīng)標(biāo)志位 來判斷中斷源 并根據(jù)優(yōu)先級關(guān)系再跳到
;對應(yīng)中斷源的處理代碼中
MACRO
$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel

$HandlerLabel
subsp,sp,#4;decrement sp(to store jump address)
stmfdsp!,{r0};PUSH the work register to stack(lr doest push because it return to original address)
ldr r0,=$HandleLabel;load the address of HandleXXX to r0
ldr r0,[r0] ;load the contents(service routine start address) of HandleXXX
str r0,[sp,#4] ;store the contents(ISR) of HandleXXX to stack
ldmfd sp!,{r0,pc} ;POP the work register and pc(jump to ISR)
MEND ;將$HandleLabel地址空間中的數(shù)據(jù)給PC，中斷服務(wù)程序的入口

IMPORT |Image

IMPORTMain

AREA Init,CODE,READONLY

ENTRY

;板子上電和復(fù)位后,程序開始從位于0x0處開始執(zhí)行,硬件剛剛上電復(fù)位后 程序從這里開始執(zhí)行跳轉(zhuǎn)到標(biāo)為ResetHandler處執(zhí)行

;1)The code, which converts to Big-endian, should be in little endian code.
;2)The following little endian code will be compiled in Big-Endian mode.
; The code byte order should be changed as the memory bus width.
;3)The pseudo instruction,DCD cant be used here because the linker generates error.


;條件編譯，在編譯成機(jī)器碼前就設(shè)定好
ASSERT:DEF:ENDIAN_CHANGE ;判斷ENDIAN_CHANGE是否已定義
[ ENDIAN_CHANGE ;如果已經(jīng)定義了ENDIAN_CHANGE，則判斷,這里是FALSE
ASSERT :DEF:ENTRY_BUS_WIDTH ;判斷ENTRY_BUS_WIDTH是否已定義
[ ENTRY_BUS_WIDTH=32 ;如果已經(jīng)定義了ENTRY_BUS_WIDTH，則判斷是不是為32
bChangeBigEndian ;DCD 0xea000007
]
;在bigendian中，地址為A的字單元包括字節(jié)單元A，A+1，A+2，A+3，字節(jié)單元由高位到低位為A，A+1，A+2，A+3
;地址為A的字單元包括半字單元A，A+2，半字單元由高位到低位為A，A+2

[ ENTRY_BUS_WIDTH=16
andeqr14,r7,r0,lsl #20 ;DCD 0x0007ea00也是b ChangeBigEndian指令，只是由于總線不一樣而取機(jī)器碼的順序不一樣,
;先取低位->高位 上述指令是通過機(jī)器碼裝換而來的

]

[ ENTRY_BUS_WIDTH=8
streqr0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea也是b ChangeBigEndian指令，只是
;由于總線不一樣而取機(jī)器碼的順序不一樣
]
|
bResetHandler;here is the first instrument 0x00這是第一條執(zhí)行的指令
;主要內(nèi)容為：關(guān)看門狗定時器，關(guān)中斷，初始化 PLL 和時鐘，初始化存儲器系統(tǒng)。
]
bHandlerUndef;handler for Undefined mode
bHandlerSWI;handler for SWI interrupt
bHandlerPabort;handler for PAbort
bHandlerDabort;handler for DAbort
b.;reserved
bHandlerIRQ;handler for IRQ interrupt
bHandlerFIQ;handler for FIQ interrupt

;@0x20
bEnterPWDN; Must be @0x20.

;通過設(shè)置CP15的C1的位7，設(shè)置存儲格式為Bigendian，三種總線方式
ChangeBigEndian
;@0x24
[ ENTRY_BUS_WIDTH=32
DCD0xee110f10;0xee110f10 => mrc p15,0,r0,c1,c0,0
DCD0xe3800080;0xe3800080 => orr r0,r0,#0x80; //Big-endian
DCD0xee010f10;0xee010f10 => mcr p15,0,r0,c1,c0,0
;對存儲器控制寄存器操作，指定內(nèi)存模式為Big-endian
;因?yàn)閯傞_始CPU都是按照32位總線的指令格式運(yùn)行的，如果采用其他的話，CPU識別不了，必須轉(zhuǎn)化
;但當(dāng)系統(tǒng)初始化好以后，則CPU能自動識別

]
[ ENTRY_BUS_WIDTH=16
DCD 0x0f10ee11
DCD 0x0080e380
DCD 0x0f10ee01
;因?yàn)椴捎肂ig-endian模式，采用16位總線時，物理地址的高位和數(shù)據(jù)的地位對應(yīng)
;所以指令的機(jī)器碼也相應(yīng)的高低對調(diào)

]
[ ENTRY_BUS_WIDTH=8
DCD 0x100f11ee
DCD 0x800080e3
DCD 0x100f01ee
]
DCD 0xffffffff ;swinv 0xffffff is similar with NOP and run well in both endian mode.
DCD 0xffffffff
DCD 0xffffffff
DCD 0xffffffff
DCD 0xffffffff
b ResetHandler

;Function for entering power down mode
; 1. SDRAM should be in self-refresh mode.
; 2. All interrupt should be maksked for SDRAM/DRAM self-refresh.
; 3. LCD controller should be disabled for SDRAM/DRAM self-refresh.
; 4. The I-cache may have to be turned on.
; 5. The location of the following code may have not to be changed.

;void EnterPWDN(int CLKCON);
EnterPWDN
mov r2,r0;r2=rCLKCON 保存原始數(shù)據(jù) 0x4c00000c 使能各模塊的時鐘輸入
tst r0,#0x8;SLEEP mode? 測試bit[3] SLEEP mode? 1=>sleep
bne ENTER_SLEEP ;C=0,即TST結(jié)果非0，bit[3]=1

;進(jìn)入PWDN后如果不是sleep則進(jìn)入stop
;進(jìn)入Stop mode
ENTER_STOP
ldr r0,=REFRESH
ldr r3,[r0];r3=rREFRESH
mov r1, r3
orr r1, r1, #BIT_SELFREFRESH
str r1, [r0];Enable SDRAM self-refresh

mov r1,#16;wait until self-refresh is issued. may not be needed.
0subs r1,r1,#1
bne %B0

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

mov r1,#32
0subs r1,r1,#1;1) wait until the STOP mode is in effect.
bne %B0;2) Or wait here until the CPU&Peripherals will be turned-off
; Entering SLEEP mode, only the reset by wake-up is available.

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

MOV_PC_LR

ENTER_SLEEP
;NOTE.
;1) rGSTATUS3 should have the return address after wake-up from SLEEP mode.

ldr r0,=REFRESH
ldr r1,[r0];r1=rREFRESH
orr r1, r1, #BIT_SELFREFRESH
str r1, [r0];Enable SDRAM self-refresh

mov r1,#16;Wait until self-refresh is issued,which may not be needed.
0subs r1,r1,#1
bne %B0

ldrr1,=MISCCR
ldrr0,[r1]
orrr0,r0,#(7<<17) ;Set SCLK0=0, SCLK1=0, SCKE=0.
strr0,[r1]

ldr r0,=CLKCON; Enter sleep mode
str r2,[r0]

b .;CPU will die here.

;進(jìn)入Sleep Mode，1）設(shè)置SDRAM為self-refresh
; 2）設(shè)置MISCCR bit[17] 1:sclk0=sclk 0:sclk0=0
;bit[18] 1:sclk1=sclk 0:sclk1=0
;bit[19] 1:Self refresh retain enable
;0:Self refresh retain disable
;When 1, After wake-up from sleep, The self-refresh will be retained.
WAKEUP_SLEEP
;Release SCLKn after wake-up from the SLEEP mode.
ldrr1,=MISCCR
ldrr0,[r1]
bicr0,r0,#(7<<17) ;SCLK0:0->SCLK, SCLK1:0->SCLK, SCKE:0->=SCKE.
strr0,[r1]

;設(shè)置MISCCR
;Set memory control registers
ldrr0,=SMRDATA
ldrr1,=BWSCON;BWSCON Address;總線寬度和等待控制寄存器
addr2, r0, #52;End address of SMRDATA
0
ldrr3, [r0], #4 ;數(shù)據(jù)處理后R0自加4，[R0]->R3，R0+4->R0
strr3, [r1], #4
cmpr2, r0
bne%B0
;設(shè)置所有的memory control register，他的初始地址為BWSCON，初始化
;數(shù)據(jù)在以SMRDATA為起始的存儲區(qū)

mov r1,#256
0subs r1,r1,#1;1) wait until the SelfRefresh is released.
bne %B0

ldr r1,=GSTATUS3 ;GSTATUS3 has the start address just after SLEEP wake-up
ldr r0,[r1]

mov pc,r0
;跳出Sleep Mode，進(jìn)入Sleep狀態(tài)前的PC
;異常中斷宏調(diào)用

LTORG
HandlerFIQ HANDLER HandleFIQ
HandlerIRQ HANDLER HandleIRQ
HandlerUndef HANDLER HandleUndef
HandlerSWI HANDLER HandleSWI
HandlerDabort HANDLER HandleDabort
HandlerPabort HANDLER HandlePabort

IsrIRQ
subsp,sp,#4 ;reserved for PC
stmfdsp!,{r8-r9}

ldrr9,=INTOFFSET ;地址為0x4a000014的空間存著中斷的偏移
ldrr9,[r9]
ldrr8,=HandleEINT0
addr8,r8,r9,lsl #2
ldrr8,[r8]
strr8,[sp,#8]
ldmfdsp!,{r8-r9,pc}
;外部中斷號判斷，通過中斷服務(wù)程序入口地址存儲器的地址偏移確定
;PC=[HandleEINT0+[INTOFFSET]]

;=======
; ENTRY
;=======
;扳子上電和復(fù)位后 程序開始從位于0x0執(zhí)行b ResetHandler 程序從跳轉(zhuǎn)到這里執(zhí)行
;板子上電復(fù)位后 執(zhí)行幾個步驟這里通過標(biāo)號在注釋中加1，2，3....標(biāo)示 標(biāo)號表示執(zhí)行順序
ResetHandler
;1.禁止看門狗 屏蔽所有中斷
;WTCON定義在2440addr.inc里面，WTCON EQU 0x53000000
;把WTCON地址放到R0里，然后在設(shè)置r1為0，最后把r1中的0值
;拷貝到r0所指向的地址里面，即禁用watch dog
ldrr0,=WTCON ;watch dog disable
ldrr1,=0x0
strr1,[r0]

;基本同上，INTMSK 0x4A000008 R/W Interrupt mask control
ldrr0,=INTMSK
ldrr1,=0xffffffff ;all interrupt disable關(guān)閉所有中斷
strr1,[r0]

;基本同上，INTMSK 0X4A00001C R/W SubInterrupt mask control
ldrr0,=INTSUBMSK
ldrr1,=0x3ff;all sub interrupt disable關(guān)閉所有子中斷（這個寄存器有11位）
strr1,[r0]

;由于條件為FALSE,這段根本就不會執(zhí)行
[ {FALSE}
; rGPFDAT = (rGPFDAT & ~(0xf<<4)) | ((~data & 0xf)<<4);
; Led_Display
ldrr0,=GPFCON
ldrr1,=0x5500
strr1,[r0]
ldrr0,=GPFDAT
ldrr1,=0x10
strr1,[r0]
]

;2.根據(jù)工作頻率設(shè)置pll
;這里介紹一下計(jì)算公式
;Fpllo=(m*Fin)/(p*2^s)
;m=MDIV+8,p=PDIV+2,s=SDIV
;The proper range of P and M: 1<=P<=62, 1<=M<=248
;Fpllo必須大于20Mhz小于66Mhz
;Fpllo*2^s必須小于170Mhz
;如下面的PLLCON設(shè)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
;硬件使用晶振為10Mhz,即Fin=10Mhz
;Fpllo=80*10/5*2^2=40Mhz
;設(shè)置PLL的重置延遲
;由于在更改了主時鐘控制器（MPLL）之后，新的頻率需要一定時間過后才能穩(wěn)定
;所以需要等待一段時間，而這個等待的時間就是使用LOCKTIME(地址為0x4c000000)寄存器來設(shè)置的
;LOCKTIME[15:00] MPLL lock time count value for FCLK, HCLK, and PCLK
;LOCKTIME[32:16] UPLL lock time count value for UCLK.
;FCLK用于CPU核
;HCLK用于AHB總線的設(shè)備(比如SDRAM)
;PCLK用于APB總線的設(shè)備(比如UART)
;UPLL為USB的控制時鐘，根據(jù)USB規(guī)范，好像是48MHz
;ARM920T內(nèi)核使用FCLK
;內(nèi)存控制器，LCD控制器等使用HCLK;
; 看門狗、串口等使用PCLK