XBase255自带bootloader阅读

开始学习Xbase板子上自带的linux光盘厘米的bootloader
根目录下Makefile，很简短，两条规则，一条以伪目标做最终缺省目标的规则加另外一toa伪目标规则，很好理解，进入src目录进行make
先看Makefile和ld-xscale两个文件
Makefile：
定义好相关变量，好好学习Makefile文件相关知识就明白了，再定义all伪目标为最终目标，后面都好理解“$<”是自动变量，代表目标中的第一量，在
 .s.o :
    $(COMPILE) -c $<
中代表“.s”
顺便学习gcc编译的一些参数
-nostdinc   不要在标准系统目录中寻找头文件.只搜索`-I‘选项指定的目录(以及当前目录,如果合适).结合使用`-nostdinc‘和`-I-‘选项,我们就可以把包含文件搜索限制在显式指定的目录.
-mcpu=strongarm110  规定目标ARM处理器的类型，这样gcc就会产生相应的汇编代码
-mapcs-32  ARM处理器相关的选项
-fomit-frame-pointer  优化选项，对有些函数，不把frame pointer保存在一个寄存器中，这样就避免了那些保存，还原frame pointers的指令，还有使得函数多一个额外的寄存器可用
-fPIC   目标机器支持的话，生成目标无关的代码，支持动态连接
-Wall  打开所有警告选项
OCFLAGS = -O binary -R .note -R .comment –S  这是objdump的选项，去除所有.note .comment 和符号信息，生成二进制格式文件
LDFLAGS = -static –nostdlib  连接参数， -static是不连接共享库，–nostdlib，仅搜索那些在命令行上显式指定的库路径. 在连接脚本中(包含在命令行上指定的连
接脚本)指定的库路径都被忽略.

ld-xscale：
查询学习报告002种关于ld文件的说明，体会次文件内容
看.text 段
.text 0xA4000000 - 0x80000: //   0xA4000000查手册是第二块SDRAM的起始地址，那么在//这里安装002报告的学习，就是相当设置ARM映像文件的ro_base值了，//地址在第一块SDRAM最后512K处了，
   {
      _ld_text_start = .;   //定义了.test 段开始地址量，在就是上面的0xA4000000 - 0x80000
      *(.text)          //在链接所有要链接文件的 .text .got .got.pld .rodata 段，其中.got .got.pld 两种段没见过，得查ld手册了
      *(.got)
      *(.got.pld)
      *(.rodata)
      _ld_text_end = .;
   }
   _ld_text_size = SIZEOF(.text);  //得到 .text  段的大小量
再看 .data  段
.data _ld_text_end : AT(ADDR(.text) + SIZEOF(.text))   //  _ld_text_end为 .data 段的起始地址，AT(ADDR(.text) + SIZEOF(.text)  这在002报告中没有讲述，我也就不明白了，查询ld手册，也是为了 .data 段load时load到AT（）中地址，尽管它的relocation地址可能不是这个，比如手册上举的例子，引用手册上原话
AT ( LDADR )‘
     The expression LDADR that follows the `AT‘ keyword specifies the
     load address of the section.  The default (if you do not use the
     `AT‘ keyword) is to make the load address the same as the
     relocation address.  This feature is designed to make it easy to
     build a ROM image.  For example, this `SECTIONS‘ definition
     creates two output sections: one called `.text‘, which starts at
     `0x1000‘, and one called `.mdata‘, which is loaded at the end of
     the `.text‘ section even though its relocation address is
     `0x2000‘.  The symbol `_data‘ is defined with the value `0x2000‘:

          SECTIONS
            {
            .text 0x1000 : { *(.text) _etext = . ; }
            .mdata 0x2000 :
              AT ( ADDR(.text) + SIZEOF ( .text ) )
              { _data = . ; *(.data); _edata = . ;  }
            .bss 0x3000 :
              { _bstart = . ;  *(.bss) *(COMMON) ; _bend = . ;}
          }
此时就不明白了这个  .mdata  段中0x2000有什么用处了
（这里就是要明白LMA和VMA的区别，套用dyh的话，就应该是LMA是加载域的地址，VMA是运行时域的地址了那么AT中的地址就是LMA，而.text .data后面的地址是VMA了，这里很关键，得明白）
（在最后生成的elf文件中，程序头表结束到.text 开始处有很多0，.text到0x8000，32K处，在readelf查看时是在程序头中这个segment有0x8000对齐的要求，但在这连接脚本中看不出啊？？？）
到最后，定义了  _ld_stack_address = _ld_text_start + 0x80000; 这个量，那么在这里这个_ld_stack_address不就是0xA4000000吗？为什么要这么用一个表达式了，是不是为了程序清晰？并且这样就可以看出整个bootload 大小不能超过这个0x800000，512K了（对了，看config.h，中定义的LOADER_MAX_SIZE(0x00040000)   大小最大为256K）

还这里，这些地址都是定义在SDRAM空间里，最开始bootload不是要在flash中运行吗？这中间地址转化是个什么过程了？？（这就是要搞清楚地址卷绕的问题，尽管出现了地址卷绕但PC中的值是正确的，要搞清楚，要画出初始化时的内存分配图，每次变动内存控制器，就要在心里清楚此时的内存结构图）

开始到了start_xscale.S 文件了：
这是 .S   大后缀，会预处理，可以用include指令， _start  是在上面ld文件中通报了程序初始入口点，只有一条b指令，这里迷糊了，他在在合理不排列中断向量表吗？不把指令 派到0x20处吗？
然后就是reset部分，屏蔽所有中断，ICMR和ICLR定义如下：（来自上机指导）
Interrupt Controller Mask register (ICMR)
该寄存器能够屏蔽中断源，寄存器上每1位对应一个中断源，只要在相应的位上设置0，就能屏蔽响应的中断。系统复位后，该寄存器全为0，即所有的中断源都被屏蔽
Interrupt Controller Level register (ICLR)
该寄存器能够决定中断源以IRQ或FIQ中断方式被处理。只要中断源没有被屏蔽，设置该寄存器后，如果是以IRQ中断方式被处理，则ICIR相应位会置1，如果是以FIQ中断方式被处理，则ICFR相应位会置1。系统复位后该寄存器全为0，则表示所有的中断源都以IRQ方式被处理。
这里好像有不同的屏蔽所有中断的方式，好些程序都不一样，
然后三个子程序，GPIO，SDRAM，初始化，把自己考到RAM中，然后开始装载内核，装载内核利用三个变量KERNEL_SRAM_BASE，KERNEL_DRAM_BASE，KERNEL_MAX_SIZE，具体是什么值，以后再说，拷贝完毕后，装入_ld_stack_address值到sp，转入到主程序  c_main   
Gpio_init:
（GPFR是功能选择，GPSR&GPCR是设置/清除输出pin的值，GPDR就是设置pin是输入还是输出了）
六个GPIO Alternate Function Register，GAFR0_L, GAFR0_U, GAFR1_L, GAFR1_U, GAFR2_L, GAFR2_U, 定义85根GPIO针的功能选择，他们初始值常量，在 .h  文件中定义，
#define GAFR0L_VALUE      0x80000000
#define GAFR0U_VALUE      0xA5000010
#define GAFR1L_VALUE      0x60008018
#define GAFR1U_VALUE      0xAAA5AAAA
#define GAFR2L_VALUE      0xAAA0000A
#define GAFR2U_VALUE      0x00000002
具体值，对照手册，121页开始，其中GPIO第15（0L-80），0U中A5 就是第29，30，31位10，第28 为01 ，1L中，pin47=01，pin46=10，pin39=10，pin34=01，1U中pin63,62,61,60,59,58,57,55,54,53,52,51,50,49,48=10,pin56=01,在2L中pin79,78,77,76,75,74,65,64=10,在2U中，pin80=10，总结一下，pin （15，29，30，31，39，46，48，49，50，51，52，53，54，55，57，58，59，60，61，62，63，64，65，74，75，76，77，78，79，80）为10，pin （28，34，47，56）为01，其他全为0；
再把设置三个GPSR的值为
#define GPSR0_VALUE       0x00408030//   00000000010000001000000000110000
#define GPSR1_VALUE       0x00BFA882//  00000000101111111010100010000010
#define GPSR2_VALUE       0x0001C000//   00000000000000011100000000000000
定义为1的位就设置该IO口为1
再设置三个GPCR值
#define GPCR0_VALUE       0xC0031100//
#define GPCR1_VALUE       0xFC400300
#define GPCR2_VALUE       0x00003FFF
再三个GPDR，
#define GPDR0_VALUE       0xC0439330//
#define GPDR1_VALUE       0xFCFFAB82
#define GPDR2_VALUE       0x0001FFFF
Datasheet上的例子说设置GPIO的其他功能时要先设置GPSR&GPCR，在设GPDR，在设GAFR，但这里好像恰好相反哦）
再接下来的PSSR，PSSR_RDH ,PSSR_PH,参考手册91页就了解了，属于电源管理中睡眠状态时GPIO的处理
GPIO初始化完毕。主要初始化了中断，GPIO

开始init_sdram:
这部分最烦，主要是对SDRAM，ROM各部分机理还不清楚，先看拷贝到RAM中代码
比较好理解，就是在ld文件定义了的_ld_text_start，_ld_text_and_data_size变量，从flash地址0，拷贝到_ld_text_start（0xA4000000-0x800000），长度是_ld_text_and_data_size，在实际运行过程中，这些地址怎么个过渡法，现在还不是很清楚了，（这里就是要有加载时域和运行时域的概念了，在前面内存初始化已经建立了初始的内存图，这时，代码中，拷贝的源基地址r0为0，就是加载域的起始地址，目的的基地址ld_text_start就是运行时域的起始地址，只有这样才能保证后面的地址访问是正确的，这里，要根据内存初始图仔细体会，我现在还没搞清楚内存初始化，所有这里也不明白，也不敢下手该地址，等完全明白了内存地址的变化后，再动手修改连接脚本中的地址，实现XIP的终极目标，能够XIP时，这里肯定要修改了，只要拷贝.data到RAM中去就可以了）
我认为，在这里一定要搞懂这里的内存初始化代码才继续下面主函数的理解

先设置CCCR，CLOCK_MANAGER_BASE在0x41300000，设置L，M，N，手册96页开始，先设CKEN，和OSCC，设CKEN（使能外围功能模块），使FFUART Unit Clock使能，FFUART的功能还不明白，其他的外网功能块的时钟都先不使能，OSCC使能32.768KHz晶体（打开OON，使得RTC和PM可以用这个脉冲了），然后设CCCR，0000 0010 0100 0001 N=100，M=10，L= 00001，那么Memory Frequency为27陪3.6864MHz,99.53MHz,大概100M，M=2，Run Mode Frequecy为200MHz了，N=2，则Turbo Mode Frequecy 为400MHz了，在设置协处理器P14， FCS=1，TURBO=1，Enter frequency change sequence Enter turbo mode,
在设OSCR为0，再等待0x300个脉冲，
再设置MSCx，手册229页，注意这个MSCx的作用，是配置跟片选信号nCS(1:0), nCS(3:2), and nCS(5:4)相关的静态内存
感觉这里是理解芯片存储器空间配置的关键了，这需要好心情好状态才能明白啊，datasheet又没有中文翻译
#define MSC0_VALUE      0x7FF87FF0 从后往前读，000-Nonburst ROM/Flash Memory，0-32bit，1111-RDF为23，1111-RDNx，对照手册读一下（这里对着手册也理解不了啊，郁闷啊）
#define MSC1_VALUE        0x12BC5554
#define MSC2_VALUE        0x7FF97FF1（这里在我的板子上，只有一块Intelâ strata flash 32MByte 的flash芯片，那不知道这里设着干嘛去了）
根据手册上建议，设置后要再读回一次，确保有效。
MECR为00000000，MCMEMO0，MCMEMO1，MCATT0，MCATT1，MCIO0，MCIO1手册263，是关于Expansion Memory (16-bit PC Card / Compact Flash) Bus Configuration register 的，我的板子上也没有吧，我现在还不清楚？
接下来是干什么的11步，“extracting the DRI”不知是什么啊，好郁闷啊，不知道最好从哪里开始下手查资料啊

根据程序注释，是要做DRI，就是当有GPIO reset时要在刷新间隔里刷新SDRAM，现在还不是很明白，好像这样的目的都是为了正确的配MDREFR[DRI],
明白了这里的步骤是根据datasheet 261页上建议的，看来手册整个第六部分都得好好看一遍才行，先看这里吧
第一步：说首先设置K0RUN和 E0PIN，清除 KXFREE
#define MDREFR_VALUE      0x000BC018  （0  1011 1100 0000 0001 1000）
这里对照手册198页看，r0即上面的VALUE，跟r1＝0xfff与后，只有018即DRI的值了，
bic     r3, r3, r1   先把r3中的DRI清零，
bic    r3, r3, #0x03800000  再把KxFREE清零，使SDRAM not free-running，
orr     r3, r3, r0  此时，r0只剩DRI值为018了，这时，r3中的DRI也为018了
str     r3, [r12, #MDREFR]   这时就可以写回去了，
这里的MDREFR_VALUE不知道具体有什么用，直接把r0设为0x018，不就可以了，为什么要通过MDREFR_VALUE了？这里也没有设置K0RUN和E0PIN
第二步：主要是针对有Synchronous Static memory的设置，我们板子没有，就跳过
第三步：这步是对有SDRAM的系统来说的，要通过以下步骤转变SDRAM控制器
a. self-refresh and clock-stop
 b. self-refresh
c. power-down
d. PWRDNX
e. NOP
源码中也没做这步，认为前面已经做过了，但又说最好在这里放上Self-Refresh Disable，步明白
第四步：手册上的步骤好像就是说上面第三步怎么变换
写 MDREFR:K1RUN, K2RUN 配置MDREFR:K1DB2,K2DB2.
写MDREFR:SLFRSH


这里都看步下去了，看的也是稀里糊涂的，其实，还是因为对这些RAM的机制不明白，现在有把手册第6部分从头到尾细细看一遍的打算，步知道能步能实现，没信心！







最后转到main.c 文件中的C语言主函数，c_main( )执行，src下面start_xscale.S和start_xscale.c文件是一样的，为什么要这么安排了？
看include目录下的config.h文件
先根据板子型号是XHYPEr255A还是B，定义FLAHSHSIZE是16M还是32M，在这里肯定是32M了
#define SRAM_BASE_ADDR            (0x00000000)     静态内存基址
#define SRAM_SIZE            FLASHSIZE     大小，32M
#define SRAM_BLOCK_SIZE            (0x00040000)   块大小，256K

#define DRAM_BASE_ADDR            (0xA0000000)   SDRAM的基址，
#define DRAM_SIZE            (0x02000000)     SDRAM大小，32M？？？应该是此时只
需要32M就可以了

#define LOADER_DRAM_MAX_SIZE    (0x00010000)  loader在DRAM里最大大小64K
#define LOADER_SRAM_MAX_SIZE    (0x00040000)  在SRAM里256K
#define LOADER_DRAM_BASE        (DRAM_BASE_ADDR+DRAM_SIZE-LOADER_DRAM_MAX_SIZE) loader在DRAM中基址
#define STACK_POINT            (DRAM_BASE_ADDR+DRAM_SIZE-LOADER_DRAM_MAX_SIZE-4)  栈指针

#define KERNEL_SRAM_BASE        (0x000C0000)    内核在SRAM基址在3*256K，即第
四块block开始处
#define KERNEL_DRAM_BASE        (0xA0008000)  在DRAM中是ＤＲＡＭ基址＋１６Ｋ处
#define KERNEL_MAX_SIZE            (0x00200000)　　内核最大为２M
#define NUM_KERNEL_BLOCKS    (KERNEL_MAX_SIZE / SRAM_BLOCK_SIZE) 8块

#define ROOT_SRAM_BASE            (0x002C0000)   在1011*256K处，第12块开始处
#define ROOT_DRAM_BASE            (0xA0000000)   在DRAM基址处
#define ROOT_MAX_SIZE            (0x01D00000)     最大30M
#define NUM_RAMDISK_BLOCKS        (RAMDISK_MAX_LEN / SRAM_BLOCK_SIZE)

#define LOADER_SRAM_BASE        (0x00000000)    在SRAM中基址0，
#define LOADER_MAX_SIZE            (0x00040000)   大小最大为512K
#define NUM_LOADER_BLOCKS        (LOADER_MAX_LEN / SRAM_BLOCK_SIZE)
这个文件定义了loader,kernel,root 三部分的地址参数量，
把ROOT_DRAM_BASE定义到DRAM_BASE_ADDR,想不清为什么，还要这里的ROOT_MAX_SIZE设为30M，也不明白，
开始看init_sdram: