一、代码分析
上一节已经分析了链接文件，知道了首先代码是从 _start 开始，之后设置了中断向量表，然后从 start.s 开始运行。
- _start：vectors.S (arch\arm\lib)
- reset：start.S (arch\arm\cpu\arm920t)
- _main：crt0.S (arch\arm\lib)
- board_init_f：Board_f.c (common)
1.1 vectors.S
vectors.S 为软件起始，标记_start，在此文件中，主要是定义异常向量定义表，定义了发生异常后，所做的处理，程序的一开头，就跳转到 reset 中去运行了，其实这才是程序真正开始运行了
1.2 start.S
1.2.1 arm 的工作模式
- ARM微处理器的工作状态一般有两种，并可在两种状态之间切换：
- 第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令；
- 第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。
- 工作模式有:
- 用户模式（usr , User Mode）。ARM处理器正常的程序执行状态。
- 快速中断模式（fiq , Fast Interrupt Request Mode）。用于高速数据传输或通道处理。当触发快速中断时进入此模式。
- 外部中断模式 ( irq , Interrupt Request Mode )。用于通用的中断处理。当触发外部中断时进入此模式。
- 管理模式 ( svc , Supervisor Mode )。操作系统使用的保护模式。在系统复位或者执行软件中断指令SWI时进入。
- 数据访问终止模式 ( abt , Abort Mode )。当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。
- 系统模式（sys , System Mode ）。运行具有特权的操作系统任务。
- 未定义指令中止模式 ( und , Undefined Mode )。当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。
1.2.2 ARM 状态的寄存器与 Thumb 状态的寄存器之间的关系
- ARM 与 Thumb 状态寄存器之间有如下关系：
- Thumb 状态的 R0-R7 与 ARM 状态的 R0-R7 相同
- Thumb 状态的 CPSR 和 SPSR 与 ARM 状态的 CPSR 和 SPSR 相同
- Thumb 状态的 SP 映射到 ARM 状态的 R13
- Thumb 状态的 LR 映射到 ARM 状态的 R14
- Thumb 状态的程序计数器映射到 ARM 状态的程序计数器（R15）
1.2.3 程序状态寄存器
ARM920T 包含了一个当前程序状态寄存器（Current Program Status Register-CPSR），另外还有 5 个用于异常程序处理的程序状态保存寄存器（Saved Program Status Registers-SPSR） 。这些寄存器的功能为：
- 保存最近已处理的 ALU 操作的信息
- 控制中断的使能与禁止
- 设置处理器的运行模式
程序状态寄存器的格式为：
- 状态代码标志位
- N，Z，C 和 V 位为状态代码标志位。算术或逻辑操作结果可能会改变这些位，并检验以决定是否应该执行某
条指令 - 在 ARM 状态，所有指令都可能为条件执行
- 在 Thumb 状态，只有分支指令才能条件执行
- N，Z，C 和 V 位为状态代码标志位。算术或逻辑操作结果可能会改变这些位，并检验以决定是否应该执行某
- 控制位
- PSR (包含 I，F，T 和 M[4:0])的末端 8 位统称为控制位。 当发生异常时将会改变这些位。如果处理器运行在特
权模式，它们也可由软件控制。
- PSR (包含 I，F，T 和 M[4:0])的末端 8 位统称为控制位。 当发生异常时将会改变这些位。如果处理器运行在特
ARM上电一启动，就是首先将自己设置位 SVC32模式：
1 /* 2 * set the cpu to SVC32 mode 3 */ 4 mrs r0, cpsr /* 移动状态/标志位，从 CPSR 到寄存器 r0 */ 5 bic r0, r0, #0x1f /* 将r0 中的后5位清0，bic:（位清除）指令对 r0 中的值 和 0x1f(0x0001 1111) 的反码按位进行逻辑“与”运算。 */ 6 orr r0, r0, #0xd3 /* 将r0 与 0xd3(0x1101 0011) 进行或运算，变成SVC 模式*/ 7 msr cpsr, r0 /* 移动状态/标志位，从寄存器数据到 CPSR */
1.2.4 关闭看门狗
- WTCON：看门狗定时器控制器。
- WTCON 寄存器允许用户使能或禁止看门狗定时器、从 4 个不同源选择时钟信号、使能或禁止中断和使能或禁止看门狗定时器输出。
- 看门狗定时器是用于恢复 S3C2440 上电后若有故障重时新启动；如果不希望控制器重新启动，则应该禁止看门狗定时器。
- 如果用户希望使用看门狗定时器作为普通定时器，则应使能中断并且禁止看门狗定时器。
1.2.5 屏蔽中断
- 程序状态寄存器（PSR）的 F 位和 I 位：
- 如果 ARM920T CPU 中的 PSR 的 F 位被置位为 1，CPU 不会接受来自中断控制器的快中断请求（FIQ）。
- 同样的如果 PSR 的 I 位被置位为 1，CPU 不会接受来自中断控制器的中断请求（IRQ）。
- 因此，中断控制器可以通过清除 PSR 的 F 位和 I 位为 0 并且设置 INTMSK 的相应位为 0 来接收中断
- 中断屏蔽寄存器 ：INTMSK
- 此寄存器表明如果中断相应的屏蔽位被置位为 1 则禁止该中断。
- 如果某个 INTMSK 的中断屏蔽位为 0，将正常服务中断。
- 如果 INTMSK 的中断屏蔽位为 1 并且产生了中断，将置位源挂起位。
- 此寄存器由 32 位组成，其每一位都都涉及一个中断源。
- 如果某个指定为被设置为 1，则 CPU 不会去服务来自相应中断源（请注意即使在这种情况中，SRCPND 寄存器的相应位也设置为 1）的中断请求。
- 如果屏蔽位为 0，则可以服务中断请求。
1.2.6 设置始终分频
- S3C2440A 中的时钟控制逻辑可以产生必须的时钟信号：
- CPU时钟信号：FCLK，FCLK 是提供给 ARM920T 的时钟。 Fclk 最高 400MHz
- AHB总线外设时钟信号：HCLK，HCLK 是提供给用于 ARM920T，存储器控制器，中断控制器，LCD 控制器，DMA 和 USB 主机模块的 AHB
总线的时钟。 Hclk 最高 136MHz - APB总线外设始终信号：PCLK，PCLK 是提供给用于外设如 WDT，IIS，I2C，PWM 定时器，MMC/SD 接口，ADC，UART，GPIO，RTC 和
SPI 的 APB 总线的时钟。 Pclk 最高 68MHz
- CPU时钟信号：FCLK，FCLK 是提供给 ARM920T 的时钟。 Fclk 最高 400MHz
- S3C2440A 包含两个锁相环（PLL） ：一个提供给 FCLK、HCLK 和 PCLK，另一个专用于USB 模块（48MHz）
- UPLL 产生时钟运作 USB 主机/设备
- MPLL 产生时钟运作 1.3V 下最高 400MHz 的 MCU ，300MHz 下 1.20V
- 时钟控制逻辑可以不使用 PLL 来减慢时钟，并且可以由软件连接或断开各外设模块的时钟，以降低功耗。
- 主时钟源来自一个外部晶振（XTIpll）或外部时钟（EXTCLK）
- 模式控制引脚（OM3 和 OM2）的组合关系的并为 S3C2440A 选择时钟源。 JZ2440开发板上OM2和OM3接地，为低电平 00
- 下图是引导启动（boot-up）时，时钟源的选择
-
- 可以看出我们的时钟源：MPLL开启，UPLL开启，主时钟源为晶振，USB时钟源为晶振
- 虽然 MPLL 在复位后就开始， MPLL 输出 （Mpll） 并没有作为系统时钟， 直到软件写入有效值来设置 MPLLCON寄存器。
- 在设置此值之前， 是将外部晶振或外部时钟源提供的时钟直接作为系统时钟。
- 即使用户不想改变 MPLLCON 寄存器的默认值，用户也应当写入与之相同的值到 MPLLCON 寄存器寄存器中。
即是说我们在设置时钟分频之前，需要设置MPLLCON寄存器的值
- FCLKOUT 必须大于 200MHz（这并不意味着 ARM 内核必须在高于 200MHz 下运行）
- S3C2440A 还支持对 FCLK、 HCLK 和 PCLK 之间分频比例的选择。 该比例由 CLKDIVN 控制寄存器中的 HDIVN和 PDIVN 所决定
- 总结操作时钟的步骤：
- 首先是 硬件管脚 OM2和 OM3 确定时钟的模式
- 其次是 设置 MPLLCON 寄存器的值
- 最后是 设置时钟分频
- PLL控制寄存器
- MPLL和UPLL时钟频率计算
- Fin：输入频率，由原理图可以知道，XTIpll 和 XTOpll 引脚接入的为 12MHZ晶振
- m,p,s：分频，对应PLLCON的位如下：
注意：当你设置 MPLL 和 UPLL 的值时，你必须首先设置 UPLL 值再设置 MPLL 值。 （大约需要 7 个 NOP 的间隔）
- 时钟分频寄存器：CLKDIVN
需要注意的是，如果 HDIVN 不为 0，CPU 总线模式应该使用以下指令使其从快总线模式改变为异步总线模式（S3C2440不支持同步总线模式）。
如果 HDIVN 不为 0 并且 CPU 总线模式为快总线模式，CPU 运行在 HCLK。 在不影响 HCLK 和PCLK 的情况下
，可以用此特性改变 CPU 频率为一半或更多。
应当谨慎设置 CLKDIVN，不要使其超过 HCLK 和 PCLK 的最大值。
但我们启动的时候，我们的MMU还没有进行初始化，这个时候我们不用设置MMU，并且，在启动过程中，我们会关闭MMU，所以模式的改变不需要。
最后的代码为：
1 #if defined(CONFIG_S3C24X0) 2 #if defined(CONFIG_S3C2400) 3 # define pWTCON 0x15300000 4 # define INTMSK 0x14400008 /* Interrupt-Controller base addresses */ 5 # define CLKDIVN 0x14800014 /* clock divisor register */ 6 #else 7 # define pWTCON 0x53000000 /* 看门狗定时器控制寄存器,地址位 0x53000000,复位值 0x8021 */ 8 # define INTMSK 0x4A000008 /* Interrupt-Controller base addresses */ 9 # define INTSUBMSK 0x4A00001C 10 # define MPLLCON 0x4C000004 /* MPLL 配置寄存器 */ 11 # define UPLLCON 0x4C00000C /* UPLL 配置寄存器 */ 12 # define CLKDIVN 0x4C000014 /* 时钟分频寄存器 */ 13 # define S3C2440_MPLL_400MHZ ((0x5c<<12) | (0x01<<4) | (0x01)) /* 配置 MPLL 时钟为400MHZ*/ 14 # define S3C2440_UPLL_48MHZ ((0x56<<12) | (0x02<<4) | (0x02)) /* 配置 MPLL 时钟为48MHZ*/ 15 16 17 #endif /* endif CONFIG_S3C2400 */ 18 19 /* 关闭看门狗 */ 20 ldr r0, =pWTCON /* 将 存储器地址 所指地址处连续的4个字节（1个字）的数据传送到目的寄存器r0中。*/ 21 mov r1, #0x0 /* 将 0x0 存入寄存器 r1 中 */ 22 str r1, [r0] /* 从源寄存器 r1 中将一个32位的字数据传送到存储器r0中。 */ 23 24 /* 屏蔽中断 */ 25 mov r1, #0xffffffff /* 将 0xffffffff 存入寄存器 r1 中 */ 26 ldr r0, =INTMSK /* 将 存储器地址 所指地址处连续的4个字节（1个字）的数据传送到目的寄存器r0中。*/ 27 str r1, [r0] /* 从源寄存器 r1 中将一个32位的字数据传送到存储器r0中。 */ 28 29 /* UPLLCON = S3C2440_UPLL_48MHZ */ 30 ldr r0, =MPLLCON 31 ldr r1, =S3C2440_UPLL_48MHZ 32 str r1, [r0] 33 34 NOP 35 NOP 36 NOP 37 NOP 38 NOP 39 NOP 40 NOP 41 42 /* MPLLCON = S3C2440_MPLL_400MHZ */ 43 ldr r0, =MPLLCON 44 ldr r1, =S3C2440_MPLL_400MHZ 45 str r1, [r0] 46 47 /* 设置时钟分频 */ 48 ldr r0, =CLKDIVN 49 mov r1, #0x05; // FCLK:HCLK:PCLK=1:4:8 0000 0101 50 str r1, [r0] 51 52 #endif /* endif CONFIG_S3C24X0*/
