[计算机硬件及网络]44B0x的BSP是如何调成的.doc

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1、打造你的44b0 BSP-概述1.vxWorks bsp概述-vxWorks板级支持包（BSP）是为vxWorks操作系统与硬件平台之间提供一个接口的软件包，它可以使vxWorks运行于特定的硬件平台，包含了一系列的硬件相关的函数：1)目标板硬件初始化 内存控制器初始化 堆栈初始化 外围设备初始化（IO、interrupt）2)异常向量处理3)CACHE操作4)硬件设备的底层驱动 定时器驱动 串口驱动 END驱动 FLASH驱动 LCD驱动本文档说明了vxWorks BSP for S3C44B0开发板（简称bsp）的开发过程。VxWorks的BSP应和WRS(WindRiver System

2、)的产品兼容，因而最好有一个可参考的模板，在此基础上修改BSP相关的文件。我参考的模板为WINDRIVER FOR 4510 BSP wrSbcArm7，这些修改主要有：系统必需1） CPU寄存器定义2） 板级配置定义3） 系统配置文件4） 启动代码5） 中断处理模块6） 定时器驱动模块7） 串口驱动模块可选模块8） END驱动模块9） TFFS驱动模块10） LCD驱动模块1.2 创建BSP步骤-1） 拷贝模板bsp至TARGETCONFIGS3C44B0目录下2） 为清晰起见CPU相关的文件应改名，并修改相关文件3） 编译调试1.3 BOOTROM启动流程-1） 上电RESET系统上电，C

3、PU从0x0地址开始执行2） romInit（romInit.s）RomInit在文件在文件romInit.s中。它是系统运行的入口，所以对于系统能否运行至关重要。它实现初始化CPU、判断启动类型、配置内存和外围设备的读写时序、设置堆栈指针等。在BSP中无法进行调试吗?很多大虾推荐通过闪灯来判断代码执行正确与否。对于44b0，由于GPIO众多，配置也较为复杂，且点灯只能大致知道故障位置而不能知道RAM和CPU寄存器的具体值，导致调试的难度很大，后面我会介绍一种调试方法，只要你有JTAG下载线就能使用ADW调试，且不需烧写FLASH。RomInit在函数结尾跳入RomStart。3） romSt

4、art（bootInit.c）RomStart在BootInit.c文件中。它是系统运行的第一个C函数。这一部分是vxWorks提供的标准程序一般不需改动。该函数是C的入口函数，由romInit调用，主要完成清内存，将ROM中的程序拷贝到RAM，解压并跳至解压后的程序处运行。4） usrInit（bootConfig.c）UsrInit在BootConfig.c文件中。它主要是实现硬件的初始化、CACHE初始化、异常向量初始化、内核初始化等。此部分代码都是在关闭中断状态下，多任务系统还没启动时执行的，故而只能进行初始化工作，不能调用延时、等待或和中断相关的函数，如串口打印只能用poolmode

5、。之后多任务系统启动，并运行第一个任务usrRoot。5） usrRoot（bootConfig.c）UsrRoot在BootConfig.c文件中。它主要是实现vxworks文件的下载，并且跳转到下载的vxworks image的入口地址，从而启动操作系统。它初始化TTY串口设备，根据BOOT_LINE加载相应的模块，创建交互SHELL，启动image下载。独门秘笈BSP调试-进行过BSP开发的兄弟，一定有过痛苦的经历，那就是明明是一小段代码，却怎么也得不到正确的结果，点灯也只能知道死在哪里，你要问到底出了什么事，对不起你问我我问谁？而且BSP调试只能不停的修改代码编译烧写运行调试再修改再烧

6、写这问题也折磨了我好久，最后我找到了一个独门秘笈，才得以顺利的搞定bsp。看到坛子上，以及给我发email的很多迷茫兄弟的痛苦状，不敢私藏1） 修改BSP config.h和Makefile的ROM_BASE_ADRS为RAM_HIGH_ADRS2） 编译BOOTROM为bootrom_uncmp3） 打开ADW，加载image，就可以进行仿真或在线调试了这样做的原理是bootrom_uncmp是被拷贝到RAM的RAM_HIGH_ADRS处，如果我们编译时直接定位于RAM_HIGH_ADRS，则image的地址就和拷贝的地址一致。而romInit是PIC的（位置无关的），它可以在任何地址运行，

7、所以这就和从ROM启动情况一样，自然可以运行啦！eking 20040416欲知后事，且听下回分解44B0x的BSP是如何调成的(1)工欲善其事, 必先利其器一.制作44B0x的VxWorks的BSP需要以下硬件和软件的准备1. 44B0x的开发板, 可选择的很多, 这里就不用说了.2. Tornado IDE 2.0/2.2, 我用的是2.2, 注意的是2.2只能安装在windows 2K/XP下, 生成的文件是elf格式, 2.0可以在98下安装, 生成的文件是coff格式, 2.0如果补充几个文件, 也可以下载2.2生成的elf格式vxworks3. ICE或者wiggler, 我用的是

8、wiggler, 鱼的wiggler就不错,51eda的板子随板带一个jtag小板,简单jtag, 支持sdt251,也可以用4. Source Insight, 编写代码5. Ultraedit, 查看二进制文件, 运行bat文件6. Beyond Compare, 版本文件比较(修改了文件代码, 突然发现不能工作的时候, 就需要它了)7. SDT251, 实际上只需要ADW8. 2K/xp下的jtag.exe, 可以到51eda下载9. 烧写软件 FlashPGM或者fluted, FlashP(推荐使用, 不用换线), 使用FlashPGM+wiggler烧写速度快, 但每次都要换jta

9、g的连接线, 太麻烦; 不如用flashP, 速度还可以, 烧一个bootrom_uncmp.bin几秒左右10. 交叉串口线2条, 就是55, 23, 32的那种11. 参考BSP, 用wrSBCArm712. manual, 44B0x的manual, demo代码(samsung网站下载), vxworks programmer manual, bspkit, tornado reference13. 其他, (有很多内容可以参考借鉴), (信息查找) 碰到我困惑的问题, 基本上就是这2个工具. 特别是google.目标:实现bootrom和tsfs加载vxworks映像, 使用com2

10、二.千里之行, 始于足下在targetconfig目录下, 建一文件夹, 名字随你便, 我的是44xBsp, 把wrSbcArm7目录下文件全拷贝过来, 再把all文件夹也拷贝过来, 删除或者注释掉makefile中的MACH_EXTRA = sngks32cEnd.oEXTRA_DEFINE修改为EXTRA_DEFINE = -O0 -Wall -Wcomment -DCPU_7TDMI -DARMMMU=ARMMMU_NONE -DARMCACHE=ARMCACHE_NONE文件名可以先不用改sysled.c 和syslcd.c基本上不需要下面就是具体的修改工作了, 定义好所以的44B0x

11、的寄存器宏, 注意看手册, 按照手册的要求做, 除了串口, rtc的某些寄存器外需要是char类型访问的, 其他都是32位访问的性子急的, 可能1天不到就改好了, 然后兴冲冲烧到flash, 打开超级终端, 设置好串口, 然后复位板子, 怎么样?啥也没有(跟我一样), 如果一下子什么都出来, 看到WDB: Ready.了, 那真的是水平又高又幸运了我用了差不多一个星期(不是每天都做)把这些文件基本上改好, 编译通过支持tsfs加载需要修改config.h#ifndef INCLUDE_TSFS_BOOT#define INCLUDE_TSFS_BOOT#endif /* TSFS */#und

12、ef NUM_TTY#define NUM_TTY N_SIO_CHANNELS /* 2 serial ports */#undef CONSOLE_TTY#define CONSOLE_TTY 0#undef CONSOLE_BAUD_RATE#define CONSOLE_BAUD_RATE 38400/* TSFS */#ifdef INCLUDE_TSFS_BOOT#undef CONSOLE_TTY#define CONSOLE_TTY 0#undef WDB_TTY_CHANNEL#define WDB_TTY_CHANNEL 1#undef WDB_COMM_TYPE#defi

13、ne WDB_COMM_TYPE WDB_COMM_SERIAL#undef WDB_TTY_BAUD#define WDB_TTY_BAUD 38400 /* 115200 */#define WDB_TTY_DEV_NAME /tyCo/1#endif#define FORCE_DEFAULT_BOOT_LINE#define DEFAULT_BOOT_LINE tsfs(0,0)host:vxWorksundef一切涉及到flash, lcd, led, end, network的宏#define ROM_BASE_ADRS 0x00000000 /* base of Flash/EPR

14、OM 16 MB */#define ROM_TEXT_ADRS 0x00000000 /* code start addr in ROM */#define ROM_SIZE 0x00100000 /* size of ROM holding VxWorks 512K */#define ROM_COPY_SIZE ROM_SIZE#define ROM_SIZE_TOTAL 0x00200000 /* total size of ROM 2MB */#define RAM_LOW_ADRS 0x0C001000 /* VxWorks image entry point */#define

15、RAM_HIGH_ADRS 0x0C500000 /* RAM address for ROM boot */注意要和makefile一致忘了一句, makefile要增加一句CONFIG_ALL的宏,位置是#MACH_EXTRA = sngks32cEnd.oMACH_EXTRA = #CONFIG_ALL = C:Tornado2.2targetconfig44xBspallCONFIG_ALL = all44B0x的BSP是如何调成的(2)三.不入虎穴,焉得虎子大家都知道44b0x是不能remap的, 就是它的flash空间是固定死的(除非硬件上做设计修改,论坛上有很多贴讨论这个问题),

16、 而vxworks是把异常向量都要放置到地址0处, 也就是flash地址开始的地方, 参考下图vxworks的memory映像(或者参考file:/C:/Tornado2.2/docs/vxworks/arm/arm.html#98246)VxWorks System Memory Layout (ARM) 此主题相关图片如下：通常情况下, LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS在bsp中定义为0, 异常向量放置在这里可以减少异常处理的延迟时间(sdram或者sram的读取要比rom快), 还有其他好处, 动态和灵活等ARM的体系结构规定在异常发生时, 要从0地址开始处取相应的处理指令, 因

17、此要对romInit.s文件的开始处进行修改(因为如果没有remap, romInit.s是位于地址0处的)因此romInit.s开始几句变成了这样_ARM_function(romInit)_romInit: B cold B _romUndef B _romSwi B _romPrefetch B _romDataAbort B _romReserved /* _romReserved */ B _romIRQ B _romFIQ /* _romFIQ */cold: MOV r0, #BOOT_COLD /* fall through to warm boot entry */warm:

18、 B start我看有人用bootloader加载vxworks, 如果44b0x是可以remap的, 应该还没有问题, vxworks可以自己把异常向量放置到地址0处; 但因为44b0x不能remap, 在bootloader的地址0处开始要放异常向量, 怎么和vxworks的处理函数我还没考虑过. 毕竟, vxworks和bootrom的关系还是比较紧密的, 而且vxworks可以是loadable和resident的.因为不知道vxworks是具体如何放置入口函数的, 因此只能提供调试的方法来把它找出来.使用ultraedit的Advanced-Dos Command-, 输入44xbs

19、p.bat, working directory设置为bsp文件所在的目录, 见下图此主题相关图片如下：生成bootrom_uncmp.bin文件44xbsp.bat的文件内容为rem Command line build environmentsset WIND_HOST_TYPE=x86-win32set WIND_BASE=C:Tornado2.2set PATH=%WIND_BASE%host%WIND_HOST_TYPE%bin;%PATH%rem Diab Toolchain additionsset DIABLIB=%WIND_BASE%hostdiabset PATH=%DIA

20、BLIB%WIN32bin;%PATH%上面的内容可以从torvars.bat中copymake cleanmake bootrom_uncmp.bin把这个bootrom_uncmp.bin烧到flash中, 不管三七二十一, 先复位板子再说, 正常情况下, 超级终端啥也没有, 死水一潭(实际上都没有必要去看超级终端输出, 还差着多呢)修改config.h和makefile, 把RAM_HIGH_ADRS的定义改一下, 如#define RAM_HIGH_ADRS 0x0C100000因为我要用ADW进行ram调试, 而已经烧到flash的bootrom_uncmp在boot的时候有一个co

21、py的过程, 如果还是这个地址不变的话, 会把正在调试的区域给覆盖掉, 所以要避开, 这样用ADW就可以dowload boot_uncmp(注意不是bin文件,是elf格式的那个)进行调试了下面的工作就是用ADW一步一步地跟踪调试了, 这个过程需要耐心和细致. 在执行完romStart的copylongs后(这个函数可以step, 不用step in了), 进入usrInit函数(在bootconfig.c文件中, 不是usrconfig.c中的那个), 进入usrInit后会清bss段, 设置启动类型, 然后进入excVecInit (), 在其前面的intVecBaseSet (FUNC

22、PTR *) VEC_BASE_ADRS); /* set vector base table */对ARM体系来说,什么作用也没有step in进入excVecInit(), 这里在每个步骤执行后就要注意观察各个寄存器的内容了对那些只靠点灯来调试的人来说由于不能观察到这些, 所以很难了解excVecInit究竟干了什么, 尽管网上有vxworks的core source code, 但那是for x86的, 只能参考那些和cpu无关部分的代码, 在这里还用不上使用命令来观察boorom_uncmp的汇编代码, 我也把它做成了bat文件, 内容如下set WIND_HOST_TYPE=x86-

23、win32 set WIND_BASE=C:Tornado2.2 set PATH=C:Tornado2.2hostx86-win32bin;C:Tclbin;C:Program FilesARMADSv1_2bin;C:WINDOWSsystem32;C:WINDOWS;C:WINDOWSSystem32Wbem;C:Program FilesExecutive SoftwareDiskeeper;C:ARM251BIN;C:Tornado2.2hostx86-win32binvslickwin;C:flashfxp;C:Program FilesUltraEdit rem Diab Too

24、lchain additions set DIABLIB=C:Tornado2.2hostdiab set PATH=C:Tornado2.2hostdiabWIN32bin;C:Tornado2.2hostx86-win32bin;C:Tclbin;C:Program FilesARMADSv1_2bin;C:WINDOWSsystem32;C:WINDOWS;C:WINDOWSSystem32Wbem;C:Program FilesExecutive SoftwareDiskeeper;C:ARM251BIN;C:Tornado2.2hostx86-win32binvslickwin;C:

25、flashfxp;C:Program FilesUltraEdit objdumparm -sD bootrom_uncmp使用ultraedit的查找功能, 找到excVecInit, 内容如下0c506404 :c506404: e92d4800 stmdb sp!, r11, lrc506408: e24dd008 sub sp, sp, #8 ; 0x8c50640c: ebffff8e bl c50624c c506410: e59fb4d4 ldr r11, pc, #1236 ; c5068ec - r11= excEnterTbl c506414: e3a01005 mov r

26、1, #5 ; 0x5 - 5次循环c506418: e59f04d0 ldr r0, pc, #1232 ; c5068f0 - r0=0xe59ff0f4, 这条指令的反汇编结果是 ldr pc, pc, 0xF4, 实际上是(指令后的PC)=0x8+0xf4+(当前的PC),如果把这个指令放在0x4的位置, 然后反汇编一下, 会发现它实际上要跳转到0x8+0xf4+0x4=0x100处, c50641c: e24bb008 sub r11, r11, #8 ; 0x8 - 下一个异常向量c506420: e59b3008 ldr r3, r11, #8c506424: e2511001

27、subs r1, r1, #1 ; 0x1c506428: e5830000 str r0, r3 - 把r0, 也是指令0xe59ff0f4放置到0x4处, 也就是, 如果有0x4(undef)的异常发生时, 它要跳转到0x100处c50642c: e59bc008 ldr r12, r11, #8c506430: e59b300c ldr r3, r11, #12 - r3=second element of excEnterTbl, r3=0c5062f4, 也就是excEnterUndef,c506434: e28bb008 add r11, r11, #8 ; 0x8c506438:

28、 e58c30fc str r3, r12, #252 - 把excEnterUndef的入口指针放到 0x100处, 完成一个异常向量的初始化了, 再看一下前面的图, exception pointer的位置在哪里?就是0x100,下面再进行4次循环完成其他异常向量的初始化c50643c: 1afffff7 bne c506420 c506440: e3a0c000 mov r12, #0 ; 0x0c506444: e59f34a8 ldr r3, pc, #1192 ; c5068f4 c506448: e58c3000 str r3, r12c50644c: e59fc4a4 ldr

29、r12, pc, #1188 ; c5068f8 c506450: e59cb01c ldr r11, r12, #28c506454: e35b0000 cmp r11, #0 ; 0x0c506458: 0a000003 beq c50646c c50645c: e3a00000 mov r0, #0 ; 0x0c506460: e3a0101c mov r1, #28 ; 0x1cc506464: e1a0e00f mov lr, pcc506468: e1a0f00b mov pc, r11c50646c: e59f3488 ldr r3, pc, #1160 ; c5068fc -

30、r3 =0x0c506d98 =c506470: e59fc488 ldr r12, pc, #1160 ; c506900 - r12 = 0x0c52adc4= _func_armIrqHandlerc506474: e58c3000 str r3, r12 - _func_armIrqHandler= excIntHandlec506478: e3a00000 mov r0, #0 ; 0x0c50647c: e28dd008 add sp, sp, #8 ; 0x8c506480: e8bd8800 ldmia sp!, r11, pc0c5259c8 :c5259c8: 000000

31、04 andeq r0, r0, r4 - 异常向量4c5259cc: 0c5062f4 mrrceq 2, 15, r6, r0, cr4 - excEnterUndef c5259d0: 00000008 andeq r0, r0, r8c5259d4: 0c506298 mrrceq 2, 9, r6, r0, cr8 - excEnterSwic5259d8: 0000000c andeq r0, r0, r12c5259dc: 0c5062e4 mrrceq 2, 14, r6, r0, cr4 - excEnterPrefetchAbort c5259e0: 00000010 an

32、deq r0, r0, r0, lsl r0c5259e4: 0c5062d4 mrrceq 2, 13, r6, r0, cr4 - excEnterDataAbortc5259e8: 00000018 andeq r0, r0, r8, lsl r0c5259ec: 0c506c34 mrrceq 12, 3, r6, r0, cr4 - intEntexcEnterTbl就是一个异常向量和对应处理函数入口的数据结构慢慢地一步一步的跟踪, 可以得到如下的大致结果, 我写成伪代码了exeVecInit(void) call armInitExceptionModes /* init stac

33、k of different modes */set tbl to excEnterTblfor (i=0;i5;i+ ) 依次设置各个异常向量的处理函数_func_armIrqHandler= excIntHandlereturn OK; armInitExceptionModes都干些什么呢0c50624c :c50624c: e10f0000 mrs r0, CPSRc506250: e3c0103f bic r1, r0, #63 ; 0x3fc506254: e3811080 orr r1, r1, #128 ; 0x80c506258: e381201b orr r2, r1, #

34、27 ; 0x1bc50625c: e129f002 msr CPSR_fc, r2c506260: e51fd02c ldr sp, pc, #-44 ; c50623c c506264: e3812017 orr r2, r1, #23 ; 0x17c506268: e129f002 msr CPSR_fc, r2c50626c: e51fd034 ldr sp, pc, #-52 ; c506240 c506270: e3812012 orr r2, r1, #18 ; 0x12c506274: e129f002 msr CPSR_fc, r2c506278: e51fd038 ldr

35、sp, pc, #-56 ; c506248 c50627c: e129f000 msr CPSR_fc, r0c506280: e3a01000 mov r1, #0 ; 0x0c506284: e92d0002 stmdb sp!, r1c506288: e8dd2000 ldmia sp, spc50628c: e1a00000 nop (mov r0,r0)c506290: e28dd004 add sp, sp, #4 ; 0x4c506294: e1a0f00e mov pc, lr伪代码armInitExceptionModes(void)read cpsr and save c

36、psr ;/* in svc32 mode*/clear and set some flagset cpsr to undef_modeset sp under undef_modeset cpsr to abort_modeset sp under abort_modeset cpsr to irq32_modeset sp under irq32_moderestore cpsr /* return to svc32*/return它做的事情就是初始化各个模式的堆栈但以上的处理是针对remap后的, 就是把sdram的地址remap为0地址后的正常处理, 对44b0x是不适用的, 但关键是

37、找到了几个异常向量处理的入口函数或者桩函数, 这样通过我们自己的代码就可以把flash中的异常向量和vxworks的异常处理函数关联起来了再重复一下正常情况下 LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS=0, 因此异常处理函数指针是在remap后放置在地址0x100开始处, 到0x120的空间内而对44b0x, 不能remap, LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS = 0x0c000000, 因此它的异常处理函数指针应该放置在LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS+0x100开始处的地方, 就是0x0c000100开始的地方, 怎么放?这就是我们要写的针对44b0x异常向量初始化函数了函

38、数如下void s3cExcVecSet(void) int i; i = (int)&excEnterUndef; *(volatile int*)(S3C_EXC_BASE + 0x0) = i; i = (int)&excEnterSwi; *(volatile int*)(S3C_EXC_BASE + 0x4) = i; i = (int)&excEnterPrefetchAbort; *(volatile int*)(S3C_EXC_BASE + 0x8) = i; i = (int)&excEnterDataAbort; *(volatile int*)(S3C_EXC_BASE

39、+ 0xc) = i; i = (int)&intEnt; *(volatile int*)(S3C_EXC_BASE + 0x14) = i;return; 把它放在bootconfig.c的usrInit函数的excVecInit后面或者在sysHwInit函数的第一句在romInit.s中_ARM_function(romUndef)_romUndef:sub sp, sp, #4stmfd sp!, r0ldr r0, L$_promUndef ldr r0, r0 str r0, sp, #4ldmfd sp!, r0, pcL$_promUndef: .long S3C_EXC_B

40、ASE/* exception base */#define S3C_EXC_BASE 0x0c000100这样就把异常向量和vxworks的对应处理函数关联起来了(待续)44B0x的BSP是如何调成的(3)四.为伊销得人憔悴中断连接的问题解决了, 下一步是中断的几个回调函数, timer和serial io的处理了, wrsbcarm7的中断使用了3个回调函数, 我自己又加了一个sysIntLvlVecAckRtn = s3c44BIntLvlAck; timer处理比较简单, 就那几个寄存器设置好就可以了, 还是那句话, 注意看手册的说明, 注意中断模式的设置, 要设置成非vector的方

41、式和禁止FIQ串口打印在最初时可以在makefile的编译选项中定义DEBUG宏, 使用pollmode发送一些串口信息, 主要是看波特率的设置是否正确, 如果能打印, 说明波特率的设置是正确的,发送方向的物理连接也是好的; 同时在超级终端终端随便敲哪个字符键, 看串口的接收buffer寄存器是否有数据, 有, 说明接收方向的物理连接也是好的中断怎么调?我这样做, 算是粗调了, 在中断入口程序处开一个计数器, 每进1次中断, 计数器+1stmfd sp!, r1 ldr r1 ,=0x0c300000 ldr r0, r1 add r0, r0,#0x1 str r0, r1复位板子后, 把A

42、DW打开, 直接查看0x0c300000处的值, 同时我在timer中断和串口发送中断处理函数也加了计数器, 最初我发现0x0c300000的计数的值远大于timer中断计数和串口发送中断的计数, 怀疑有中断重入了或者IntLvlVecChk回调函数不对了, 这时只看统计计数是不行的了, 因此就这么改, 把第1次中断的场景给记录下了因此中断入口程序又变成这样了_romIRQ:subsp, sp, #4stmfdsp!, r0ldrr0, =0x0c000114 /*L$_promIRQ */ldrr0, r0strr0, sp, #4str r14, sp,#-0xf0 str r0, sp,

43、 #-0x100mrs r0, cpsrstr r0, sp,#-0x104mrs r0, spsrstr r0, sp,#-0x108str sp, sp,#-0x10c stmfd sp!, r1 ldr r1 ,=0x0c300000 ldr r0, r1 add r0, r0,#0x1 str r0, r1 cmp r0, #0x1 /* first int */ bne byebye str r14, sp,#-0x80 str r0, sp, #-0x84 mrs r0, cpsrstr r0, sp,#-0x88mrs r0, spsrstr r0, sp,#-0x8cstr sp, sp,#-0x90str pc, sp,#-0x94 ldrr0, =0x0c000114 /*L$_promIRQ */ldrr0, r0strr0, sp, #-0x98 byebye: ldmfd sp!, r1