u-boot分析（五）----I/D cache失效|關閉MMU和cache|關閉看門狗

u-boot分析（五）

　　上篇博文咱們按照210的啓動流程，對u-boot啓動中的設置異常向量表，設置SVC模式進行了分析，今天咱們繼續按照u-boot的啓動流程對如下內容進行分析。

今天咱們會用到的文檔：

1. Arm9內核手冊：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358867
2. Arm11內核手冊：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358877
3. Arm a8內核手冊：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358893
4. 2440芯片手冊：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358949
5. 6410芯片手冊：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358965
6. 210芯片手冊：S5PV210_UM_REV1.1（個人不知道爲何傳不上去你們去百度搜吧）

 

今天咱們將會分析如下內容：

1.      讓L1的I/D cache失效

2.      關閉MMU和cache

3.      關閉看門狗

 

l  讓L1的I/D cache失效

1.       什麼是cache

Cache 是位於 CPU與主存儲器DRAM之間的少許超高速靜態存儲器 SRAM（static RAM），其是爲了解決 CPU 與主存之間速度匹配問題而設置的。

Cache又分爲I-cache（用來存指令）和D-cache（用來存數據）

2.       爲何要讓cache失效

咱們在使用cache的時候要通過一系列的配置，在沒配置以前是不能使用的。因此咱們要關閉cache，可是在關閉cache以前cache裏面可能已經有數據了，爲了避免影響咱們的代碼，因此要先讓其失效，在進行關閉。

3.       怎麼讓cache失效

根據A8內核手冊中的3.2.1Register allocation一節咱們找到了其對CP15協處理器的寄存器的簡介，咱們仔細閱讀其對全部寄存器的說明能夠找到下面的表

      

那麼怎麼去設置這個寄存器呢，咱們稍微看看文檔就會發現下面東西

因此咱們讓cache失效的代碼就很簡單了，經過下面的指令就可讓cache失效了。

1 mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0//讓cache失效

注：在u-boot中這一部分代碼還失效了別的東西，咱們這裏就不關注了。

l  關閉MMU和cache

1.       什麼是MMU：

MMU就是負責虛擬地址（virtual address）轉化成物理地址（physical address）。

在這裏確定有人跟我同樣的疑惑，既然有物理地址咱們訪問的時候訪問物理地址不就完事了嗎？爲何要有虛擬地址的存在，而後還要加個專門的硬件去轉換，這就是畫蛇添足嗎？

其實加入了虛擬地址後有下面兩個做用

1)        虛擬內存：有了虛擬內存，能夠在處理器上運行比實際物理內存大的應用程序。

2)        內存保護：根據須要對特定的內存區塊的訪問進行保護，經過這一功能，咱們能夠將特定的內存塊設置成只讀、只寫或是可同時讀寫。

2.       爲什要關閉MMU

跟cache的緣由同樣，在使用MMU以前要進行一系列的初始化，而且過程比較複雜，如今用不到因此要關閉它。

3.       怎麼關閉MMU

一樣在剛纔的寄存器列表中咱們能夠找到一個Control Register 咱們重點關注一下它的下面幾個位

從上圖咱們能夠看到，咱們只要將這個寄存器的0、2、12、位設置爲零就能夠關閉咱們的cache和MMU了。

那麼如何設置呢，咱們稍微往下找找就能夠找到

咱們先要將裏面的數據讀出來，通過處理後在寫入。因此就不難理解u-boot的代碼了

 1             mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
 2 
 3             bic  r0, r0, #0x00002000   @ clear bits 13 (--V-)
 4 
 5             bic  r0, r0, #0x00000007   @ clear bits 2:0 (-CAM)
 6 
 7             orr r0, r0, #0x00000002   @ set bit 1 (--A-) Align
 8 
 9             orr r0, r0, #0x00000800   @ set bit 11 (Z---) BTB
10 
11            #ifdef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF
12 
13             bic  r0, r0, #0x00001000   @ clear bit 12 (I) I-cache
14 
15 #else
16 
17             orr r0, r0, #0x00001000   @ set bit 12 (I) I-cache
18 
19 #endif
20 
21             mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0

注：咱們重點關注咱們剛纔提到的幾個是否是爲零便可

 

接着流程往下，咱們應該是檢查reset狀態和恢復IO引腳爲默認值了，因爲這兩部分不是很重要的初始化，因此咱們在此就跳過了，在往下就應該到關閉看門狗了

l  關閉看門狗

1.       什麼是看門狗

看門狗的用途是使微控制器在進入錯誤狀態後（死機）的必定時間內復位。當看門狗使能時，若是用戶程序沒有在週期時間內喂狗（重裝），看門狗會產生一個系統復位。

2.       看門狗原理解析

咱們在每一個芯片的芯片手冊中均可以找到下圖：

1)        PCLK通過預分頻器以及選擇器之後會產生看門狗時鐘，而後經過計數邏輯模塊，開始計數。

2)        WTDAT是預先存放的計數初值，WTCNT是減量計數模塊，當WTCNT從WTDAT的值減到0的時候，若是尚未更新WTDAT，則認爲沒有喂狗，系統死機。

3)        發出reset  信號，強制系統重啓

3.       爲何要關看門狗

1)        要一直喂狗麻煩

2)        廣泛認爲bootloader代碼較少，不須要看門狗。

4.       怎麼關閉看門狗

在芯片手冊中咱們能夠輕鬆的找到WTCON寄存器

經過上面寄存器的介紹，咱們能夠知道向其最低位寫入0可關閉，其復位，想第二位寫入0可關閉中斷，索性咱們之間寫入0就完事，因此也就不難理解u-boot中的代碼了

1 /* Disable Watchdog */
2 
3  
4 
5       ldr  r0, =ELFIN_WATCHDOG_BASE /* 0xE2700000 */
6 
7       mov     r1, #0
8 
9        str  r1, [r0]