No_OS.rar_tq2440

前段时间因为工作需要，研究了一下如何使用GNU工具链（arm-linux-） 编译ARM裸机程序，中间遇到了许多的问题，下面把整个过程给大家分享一下 整个过程的思想是使用GNU工具链编译、链接出bin档的可执行程序，然后使用 vivi自带的(load ram、go)功能将bin档的程序下载到内存的指定位置进行调试， 最后改造vivi的MTD分区，参考“boot kernel”命令编写“boot_simple”命令实现 裸机程序的脱机运行（可参考 《改造vivi 烧写ARM裸机程序》）。暂时无法实现调试功能。 好了，言归正传，一步步讲解我的制作过程吧。 1、首先是思路的确认，使用GNU工具链编译裸机程序要解决的几个问题： "arm-linux-"编译出的程序是在MMU模式下的虚拟地址，而我们需要的是绝对地址 "arm-linux-"对硬件的操作是通过驱动设备文件（/dev/..）进行的，我需要直接 对硬件地址进行操作，所以必须熟悉arm-linux-ld的一些相关知识才可以 本人的对这方面的了解非常的浅，所以。。。baigoogledo一下，呵呵，成为必然选择，最终在网上查到这么一段程序： "LED_on.S" .text .global _start _start: LDR R0,=0x56000010 @ R0设为GPBCON寄存器。此寄存器 @LDR R0,=0x56000060 @ 是输出、是输入、还是其他 LDR R1,=0x00005555 @ 设置GPB5,GPB6,GPB7,GPB8,为输出口 #表示后面的是立即数，0x表示是十六进制数。 STR R1,[R0] @ 将R1中的值，送到地z址:0x56000010中 LDR R0,=0x56000014 @ R0设为GPBDAT寄存器。此寄存器 @LDR R0,=0x56000064 @ 用于读/写端口B各引脚的数据 MOV R1,#0x0000000f @ 此值改为0x00000020, @ 可让LED1熄灭 STR R1,[R0] @ GPB5输出0，LED1点亮 MAIN_LOOP: B MAIN_LOOP "Makefile" led_on.bin : led_on.S arm-linux-gcc -g -c -o led_on.o led_on.S arm-linux-ld -Ttext 0x00000000(0x30000000) -g led_on.o -o led_on_elf arm-linux-objcopy -O binary -S led_on_elf led_on.bin clean: rm -f led_on.bin led_on_elf *.o 于是，摘下来，修改了几个地方,我的开发板LED用的是GPG，所以将端口地址改为 0x56000064(GPG)，下面的链接地址改为0x30000000，我的开发板SDRAM地址从0x30000000开始 使用：make得到led_on.bin；vivi>load ram 0x30000000 0x010000 x; go 0x30000000 LED灯被点亮了，呵呵，很是兴奋，证明了我的想法是对的，下面就是要一步步去实现了。 2、简单分析了一下上面的makefile: "Makefile" led_on.bin : led_on.S arm-linux-gcc -g -c -o led_on.o led_on.S //-c：生成目标文件（里面为相对地址） arm-linux-ld -Ttext 0x00000000(0x30000000) -g led_on.o -o led_on_elf //-Ttest：指定连接地址，生成elf格式的可执行程序 arm-linux-objcopy -O binary -S led_on_elf led_on.bin //使用二进制工具链 -objcopy将elf转化为bin档 clean: rm -f led_on.bin led_on_elf *.o //清除编译信息 接下来尝试用C语言写一个简单跑马灯程序，按上述过程进行编译 /*端口F寄存器预定义*/ #define GPGCON (*(volatile unsigned *)0x56000060) //Port G control #define GPGDAT (*(volatile unsigned *)0x56000064) //Port G data #define GPGUP (*(volatile unsigned *)0x56000068) //Pull-up control G #define MPLL100MHz 0x0007f022 #define CLKDIV2 0x02 // 1/2分频 PCLK=100/2=50MHz #define rMPLLCON (*(volatile unsigned *)0x4c000004) //MPLL Control #define rCLKDIVN (*(volatile unsigned *)0x4c000014) //Clock divider control int main() { int i = 0; int LEDON = 0x01 ; //LED1点亮值为0x01 rMPLLCON = MPLL100MHz; rCLKDIVN = CLKDIV2; /*系统时钟设置MPLL=100MHz，PCLK=50MHz*/ GPGCON = 0x00005555; //GPG0--GPG7设置为output GPGUP = GPGUP & 0xFF00; //使能GPG上拉电阻 GPGDAT = 0xFF; //GPG低八位初始化为1 while(1) { GPGDAT = LEDON; //点亮LED LEDON = LEDON<<1; //移位 if ((LEDON & 0x100) == 0x100) { LEDON =0x01; } for(i = 0; i<0x30000;i++ ); } } 编译通过，但是有一个警告，于是上网搜，在连接后面加了一句：-e main ok，再次顺利运行，很高兴 3、C和汇编的简单程序都可以运行起来了，下一个非常艰巨的任务就是 如何跑起复杂的裸机程序，主要是带中断的程序，我分了一下几步来实现： 使用三星公司给出的2410库函数来编译，主要包括“2410ddr.h、2410lib.h..” 中断需要启动代码进行中断向量分配，需要start.s的支持 下面的问题就非常多了，首先我就犯了一个大错误，由于太激进，一下子把所有 的库函数都加了进来，2410addr.h、timer.c、2410lib.c、2410slib.s、option.h等 那简直是一踏糊涂，错误没有八百也有一千，呵呵，最后决定从简到繁： 从最简单的头文件“2410addr.h”头文件着手，剩下的需要什么再加什么！！ 于是把上面的程序小小的改造了一下,将原有寄存器的定义全部去掉，改为 #include "./system/inc/2410addr.h" 编译也没有出错，本以为会很顺利，结果怎么都出不来~~~郁闷了好一会，最后检查了一下 #include "2410addr.h"，发现在最后面有这么几句： __inline void ClearPending(int bit) { register i; rSRCPND = bit; rINTPND = bit; i = rINTPND; } __inline void ClearSubPending(int bit) { register i; rSUBSRCPND = bit; i = rINTPND; } 于是把他们屏蔽掉，OK，原来是因为这两个内链函数，在连接时，链到了main函数前面，从而 无法执行。于是把他们改为用宏来实现： #define ClearPending(bit) {\ rSRCPND = bit;\ rINTPND = bit;\ rINTPND;\ } #define ClearSubPending(bit) {\ rSUBSRCPND = bit;\ rINTPND;\ } OK! 4、下面的任务就是加入启动代码（start.s）引导中断 这次又犯了一个大错，选取测试程序，前面做的比较顺利，这次就选了RTC(实时时钟)作为中断 测试程序，里面涉及到了很多的 uart_printf()函数及其它2410库函数，需要自己重新实现printf(); 弄着弄着就偏移了初衷，一直陷在如何实现2410的库函数上了，结果越弄越乱，将近费了一上午的时间。 最后也还没完全弄好。 辛亏及时悬崖勒马，将测试程序改为 定时器中断，才回到了正轨~~ 中断是本工程最难的一点，也是费时间最常的一部分工作，我将近做了两天才搞定。 arm的中断机制非常特别，同时结构化也非常好。 它一般有两级中断向量表： 第一级位于0x00000000 - 0x0000001c的位置 b ResetHandler b HandleUndef1 @handler for Undefined mode b HandleSWI1 @handler for SWI interrupt b HandlePrefetchAbort1 @handler for PAbort b HandleDataAbort1 @handler for DAbort b . @reserved b IsrIRQ @handler for IRQ interrupt b HandleFIQ1 @handler for FIQ interrupt 注：这级中断向量表必须位于整个存储空间的最开始部分，这是由arm硬件来决定的， 比如：一旦系统复位（看门狗、复位键按下等）PC 会被强制跳转到0x00000000执行此处的 指令，再比如：一旦来了irq中断，系统会强制PC跳到0x00000018( bl IsrIRQ)，这点跟msc-51 非常的相似，但这样也会带来一个非常棘手的问题： arm的irq中断最多可有55个，他们全都执行 一个irq中断那是不现实的，如何解决？？ 所以在arm系统中，人为的建立了一个二级中断向量表，当irq中断来了之后，均会进入irq处理阶段， 在执行真正的中断服务程序之前，我们建立了一个“中断分发”程序，他完成根据中断向量号将irq中断分发到 不同的二级中断向量表中： IsrIRQ: sub sp,sp,#4 stmfd sp!,{r8-r9} ldr r9,=INTOFFSET //中断偏移寄存器，记录了产生中断的类型 ldr r9,[r9] @ ldr r8,=HandleEINT0 //二级中断向量表的首地址，在SDRAM中 ldr r8,=0x33ffff20 add r8,r8,r9,lsl #2 //根据中断偏移寄存器找到对应的中断服务程序 ldr r8,[r8] str r8,[sp,#8] ldmfd sp!,{r8-r9,pc} 所以现在的问题就是如何建立整个过程。 由于我的整个程序都被链接到0x30000000开始的位置，而一级中断向量表必须在0x00000000 开始的位置，所以必须处理这个情况。我想了三个方案： 1、连接的时候，写一个连接脚本(.lds)，将start.s段链接到0x0000000开始的位置，而应用程序继续在0x3000000 这样做，就需要生成两个bin档文件，调试，使用都很麻烦 2、因为我编译出的程序的运行环境是在vivi下,所以我可以改造一下vivi的第一阶段的代码（head.S） 把相关的中断处理程序加入其中，这样中断应该也可以跑起来 3、比较极端了，你不是要呆在0x00000000上么？我就把你拷过去，呵呵，说白了就是我在程序中直接 用memcpy（）把start.s拷过去，什么都搞定了~~，呵呵。 最后采用的就是第三种方法，另外两种还没来得及验证，相信问题不大。 5、方案有了，那么就是如何实