文章目錄
- 1 異常向量表
-
- 1.1 異常定義
- 1.2 異常類型
- 1.3 異常向量
- 1.4 程式設定
- 2 設定svc模式
- 3 關閉看門狗
-
- 3.1 作用
- 3.2 工作方式
- 3.3 原理圖
- 4 關閉中斷
- 5 關閉mmu與Cache
-
- 5.1 ARM存儲體系
- 5.2 Cache
- 5.3 虛拟位址
- 5.4 mmu作用
注意：使用mini2440開發闆
1 異常向量表
1.1 異常定義
因為内部或者外部的一些事件，導緻處理器停下正在處理的工作，轉而去處理這些發生的事件
1.2 異常類型
圖上可以看出有兩個位址，預設的情況下是Normal address，當然也可以通過CP15這個寄存器來程序設定。
1.3 異常向量
當一種異常發生的時候，ARM處理器會跳轉到對應該異常的固定位址去執行異常處理程式，而這個固定的位址，就稱之為異常向量。
由七個異常向量及其處理函數跳轉關系組成的表即為異常向量表.
0x00000000: b reset
0x00000004: ldr pc, _undefined_instruction
0x00000008: ldr pc, _software_interrupt
0x0000000c: ldr pc, _prefetch_abort
0x00000010: ldr pc, _data_abort
0x00000014: ldr pc, _not_used
0x00000018: ldr pc, _irq
0x0000001c: ldr pc, _fiq
為了讓異常向量表
0x00000010
位址指令到
0x00000018
，加入了一個
0x00000014
，這裡
0x00000014: ldr pc, _not_used
并麼有什麼作用
1.4 程式設定
start.S
.text
.global _start
_start:
b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
_undefined_instruction: .word undefined_instruction
_software_interrupt: .word software_interrupt
_prefetch_abort: .word prefetch_abort
_data_abort: .word data_abort
_not_used: .word not_used
_irq: .word irq
_fiq: .word fiq
undefined_instruction:
nop
software_interrupt:
nop
prefetch_abort:
nop
data_abort:
nop
not_used:
nop
irq:
nop
fiq:
nop
reset:
nop
gboot.lds
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS {
. = 0x30008000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
start.o (.text)
*(.text)
}
. = ALIGN(4);
.data :
{
*(.data)
}
. = ALIGN(4);
bss_start = .;
.bss :
{
*(.bss)
}
bss_end = .;
}
Makefile
all: start.o
arm-linux-ld -Tgboot.lds -o gboot.elf $^
arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin
%.o : %.S
arm-linux-gcc -g -c $^
%.o : %.c
arm-linux-gcc -g -c $^
.PHONY: clean
clean:
rm *.o *.elf *.bin
2 設定svc模式
對于
linux系統、bootloader、uboot
而言，工作在svc模式，這樣就可以執行更多的指令和更多的寄存器。
設定svc模式，通過設定程式狀态寄存器
Program status registers
來完成。
0-4這5位就可以确定設定工作模式。
修改start.S檔案。
start.S
.text
.global _start
_start:
b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
_undefined_instruction: .word undefined_instruction
_software_interrupt: .word software_interrupt
_prefetch_abort: .word prefetch_abort
_data_abort: .word data_abort
_not_used: .word not_used
_irq: .word irq
_fiq: .word fiq
undefined_instruction:
nop
software_interrupt:
nop
prefetch_abort:
nop
data_abort:
nop
not_used:
nop
irq:
nop
fiq:
nop
reset:
bl set_svc
set_svc:
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f
orr r0, r0, #0xd3
msr cpsr, r0
mov pc, lr
要通路這兩個cpsr、spsr寄存器，需要将寄存器中的值導入到通用寄存器中，在通用寄存器中修改，修改後在從通用寄存器中導入cpsr/spsr寄存器中。
3 關閉看門狗
3.1 作用
系統自身帶有一種自動重新開機的功能。 watchdog一般是一個硬體子產品，其作用就是在系統當機時，幫助系統實作自動重新開機
3.2 工作方式
Watchdog在硬體上實作了計時功能，啟動計時後，使用者（軟體）必須在計時結束前重新開始計時，俗稱“喂狗”，如果到逾時的時候還沒有重新開始計時，那麼它就認為系統是當機了，就自動重新開機系統
3.3 原理圖
通過watchdog timer control register這個寄存器來關閉看門狗。
修改start.S檔案：
.text
.global _start
_start:
b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
_undefined_instruction: .word undefined_instruction
_software_interrupt: .word software_interrupt
_prefetch_abort: .word prefetch_abort
_data_abort: .word data_abort
_not_used: .word not_used
_irq: .word irq
_fiq: .word fiq
undefined_instruction:
nop
software_interrupt:
nop
prefetch_abort:
nop
data_abort:
nop
not_used:
nop
irq:
nop
fiq:
nop
reset:
bl set_svc
bl disable_watchdog
set_svc:
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f
orr r0, r0, #0xd3
msr cpsr, r0
mov pc, lr
#define pWTCON 0x53000000
disable_watchdog:
ldr r0, =pWTCON
mov r1, #0x0
str r1, [r0]
mov pc, lr
如果是6440或者這裡的pWTCON要修改。具體檢視手冊。
4 關閉中斷
往
INTERRUPT MASK REGISTER
寄存器中全部寫1。所對應位的中斷就會被屏蔽掉了
修改start.S檔案：
.text
.global _start
_start:
b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
_undefined_instruction: .word undefined_instruction
_software_interrupt: .word software_interrupt
_prefetch_abort: .word prefetch_abort
_data_abort: .word data_abort
_not_used: .word not_used
_irq: .word irq
_fiq: .word fiq
undefined_instruction:
nop
software_interrupt:
nop
prefetch_abort:
nop
data_abort:
nop
not_used:
nop
irq:
nop
fiq:
nop
reset:
bl set_svc
bl disable_watchdog
set_svc:
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f
orr r0, r0, #0xd3
msr cpsr, r0
mov pc, lr
#define pWTCON 0x53000000
disable_watchdog:
ldr r0, =pWTCON
mov r1, #0x0
str r1, [r0]
mov pc, lr
5 關閉mmu與Cache
5.1 ARM存儲體系
5.2 Cache
Cache是一種容量小但存取速度非常快的存儲器，它儲存最近用到的存儲器中資料的拷貝。對于程式員來說，Cache是透明的。它自動決定儲存哪些資料、覆寫哪些資料。按照功能劃分：
I-Cache: 指令Cache，用于存放指令
D-Cache： 資料Cache，用于存放資料
5.3 虛拟位址
虛拟位址：程式中使用的位址。
實體位址：實體存儲單元實際的位址
使用虛拟位址：
-可以讓程序使用更大的空間
-可以解決沖突
5.4 mmu作用
mmu作用：虛拟位址到實體位址的映射。
分兩步來做：
首先使I-cache和D-cache失效，然後關閉I,D-cache，mmu
修改start.S：
.text
.global _start
_start:
b reset
ldr pc, _undifined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
_undifined_instruction: .word undifined_instruction
_software_interrupt: .word software_interrupt
_prefetch_abort: .word prefetch_abort
_data_abort: .word data_abort
_not_used: .word not_used
_irq: .word irq
_fiq: .word reset
undifined_instruction:
nop
software_interrupt:
nop
prefetch_abort:
nop
data_abort:
nop
not_used:
nop
irq:
nop
fiq:
nop
reset:
bl set_svc
bl disable_watchdog
bl disable_interrupt
bl disable_mmu
set_svc:
mrs r0, cpsr
bic r0, r0,#0x1f
orr r0, r0,#0xd3
msr cpsr, r0
mov pc, lr
#define pWTCON 0x53000000
disable_watchdog:
ldr r0, =pWTCON
mov r1, #0x0
str r1, [r0]
mov pc, lr
disable_interrupt:
mvn r1, #0x0
ldr r0, =0x4a000008
str r1, [r0]
mov pc, lr
disable_mmu:
mcr p15,0,r0,c7,c7,0
mrc p15,0,r0,c1,c0,0
bic r0, r0, #0x00000007
mcr p15,0,r0,c1,c0,0
mov pc, lr