让LED程序在片外SDRAM中运行
让LED程序在片外SDRAM中运行
一、引子
在前一篇文章中，我们已经成功点亮过LED了，为什么还要再重复一次呢？
我们已经知道，Mini2440开发板有两种启动模式：从NorFlash启动和从NandFlash启动。
这里着重说明一下从NandFlash启动的过程。
在S3C2440片内有一块被称为SteppingStone的片内SRAM，它的大小为4K。将开发板设置为从NandFlash启动之后，SteppingStone会被映射成为0地址，并且在上电后，NandFlash前4K的数据会被自动拷贝至SteppingStone中。然后，系统从地址0处开始执行。
上一篇文章中的LED程序很小，所以它在大小仅为4K的SteppingStone中运行是可行的。但是如果我们编写的应用程序超过了4K,那该怎么办？
答案就是，利用SteppingStone，将NandFlash中的应用程序拷贝至片外SDRAM中去运行。当然，对于大小没有超过4K的程序，我们同样也能这样做。
接下来，我们就来实现LED程序在片外SDRAM中运行。
二、代码
1. led.S
@*************************************************************************
@ File：head.S
@ 功能：设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行
@*************************************************************************
.equ MEM_CTL_BASE, 0x48000000
.equ SDRAM_BASE, 0x30000000
.text
.global _start
_start:
bl disable_watch_dog @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启
bl memsetup @ 设置存储控制器
bl copy_steppingstone_to_sdram @ 复制代码到SDRAM中
ldr pc, =on_sdram @ 跳到SDRAM中继续执行
on_sdram:
ldr sp, =0x34000000 @ 设置堆栈
bl main
halt_loop:
b halt_loop
disable_watch_dog:
@ 往WATCHDOG寄存器写0即可
mov r1, #0x53000000
mov r2, #0x0
str r2, [r1]
mov pc, lr @ 返回
copy_steppingstone_to_sdram:
@ 将Steppingstone的4K数据全部复制到SDRAM中去
@ Steppingstone起始地址为0x00000000，SDRAM中起始地址为0x30000000
mov r1, #0
ldr r2, =SDRAM_BASE
mov r3, #4*1024
1:
ldr r4, [r1],#4 @ 从Steppingstone读取4字节的数据，并让源地址加4
str r4, [r2],#4 @ 将此4字节的数据复制到SDRAM中，并让目地地址加4
cmp r1, r3 @ 判断是否完成：源地址等于Steppingstone的未地址？
bne 1b @ 若没有复制完，继续
mov pc, lr @ 返回
memsetup:
@ 设置存储控制器以便使用SDRAM等外设
mov r1, #MEM_CTL_BASE @ 存储控制器的13个寄存器的开始地址
adrl r2, mem_cfg_val @ 这13个值的起始存储地址
add r3, r1, #52 @ 13*4 = 54
1:
ldr r4, [r2], #4 @ 读取设置值，并让r2加4
str r4, [r1], #4 @ 将此值写入寄存器，并让r1加4
cmp r1, r3 @ 判断是否设置完所有13个寄存器
bne 1b @ 若没有写成，继续
mov pc, lr @ 返回
.align 4
mem_cfg_val:
@ 存储控制器13个寄存器的设置值
.long 0x22011110 @ BWSCON
.long 0x00000700 @ BANKCON0
.long 0x00000700 @ BANKCON1
.long 0x00000700 @ BANKCON2
.long 0x00000700 @ BANKCON3
.long 0x00000700 @ BANKCON4
.long 0x00000700 @ BANKCON5
.long 0x00018005 @ BANKCON6
.long 0x00018005 @ BANKCON7
.long 0x008C07A3 @ REFRESH
.long 0x000000B1 @ BANKSIZE
.long 0x00000030 @ MRSRB6
.long 0x00000030 @ MRSRB7
以上代码依次做了以下几件事情：
- 关闭看门狗
- 配置存储控制器，以便接下来读写SDRAM
- 将SteppingStoen中所有内容拷贝至片外SDRAM中
- 设置SP
- 跳至Main函数，控制LED
需要说明的是“ ldr pc, =on_sdram ”这一句，为什么执行这一句代码后，PC指针就跳到了sdram，以及ldr与同样做为跳转指令的bl的区别，可以参考如下两篇文章：
2. led.c
#define GPBCON (*(volatile unsigned long *)0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000014)
#define GPB5_out (1<<(5*2))
#define GPB6_out (1<<(6*2))
#define GPB7_out (1<<(7*2))
#define GPB8_out (1<<(8*2))
void wait(unsigned long dly)
{
for(; dly > 0; dly--);
}
int main(void)
{
unsigned long i = 5;
GPBCON = GPB5_out|GPB6_out|GPB7_out|GPB8_out; // 将LED1-4对应的GPB5/6/7/8四个引脚设为输出
while(1){
wait(30000);
GPBDAT = (~(1<<i)) & 0xFFFFFFFF; // 根据i的值，点亮LED1-4
if(++i == 9)
i = 5;
}
return 0;
}
以上的main函数，即为led.S中调用的main。其作用为依次点亮4个LED。
3. makefile
sdram.bin : head.S leds.c
arm-linux-gcc -c -o head.o head.S
arm-linux-gcc -c -o leds.o leds.c
arm-linux-ld -Ttext 0x30000000 head.o leds.o -o sdram_elf
arm-linux-objcopy -O binary -S sdram_elf sdram.bin
arm-linux-objdump -D -m arm sdram_elf > sdram.dis
clean:
rm -f sdram.dis sdram.bin sdram_elf *.o
以上是makefile的内容，需要注意的一点是，程序的链接地址被指定为0x30000000，它与led.S中的SDRAM_BASE值应一致。
三、烧录
将Mini2440通过串口线、USB线与电脑连接，设置为从NandFlash启动（假定NandFlash中已经烧录了supervivi），按住开发板上任意一个按键，然后上电，这时串口会打印出以下信息,提示你输入指令：
##### FriendlyARM BIOS for 2440 #####
[x] bon part 0 320k 2368k
[v] Download vivi
[k] Download linux kernel
[y] Download root_yaffs image
[a] Absolute User Application
[n] Download Nboot
[l] Download WinCE boot-logo
[w] Download WinCE NK.bin
[d] Download & Run
[z] Download zImage into RAM
[g] Boot linux from RAM
[f] Format the nand flash
[b] Boot the system
[s] Set the boot parameters
[u] Backup NAND Flash to HOST through USB(upload)
[r] Restore NAND Flash from HOST through USB
[q] Goto shell of vivi
[i] Version: 1026-12
Enter your selection:
在电脑键盘上敲击a，在dnw中选择由以上3个文件make生成的sdram.bin文件，将其烧录至NandFlash中。
烧录完成后，重新给开发板上电，可以看到4个LED灯被依次点亮。
烧录过程中需要注意的是，指令a是将bin文件烧录至Nandflash中，此时dnw中的Download Address是没有作用的。而指令d则是将bin文件烧录至SDRAM中，此时设置的Download Address才起作用。
如果使用指令d将生成的sdram.bin烧录至sdram中，有可能达不到实验效果。因为在烧录完成后，sdram.bin被执行，它会将0地址即steppingstone处的4K内容拷贝至0x30000000处，而要知道，被拷贝的steppingstone中的4K数据，并不是我们的sdram.bin，而是本次上电时NandFlash前4K的数据。
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