mini2440 使用sdram

時間  2019-11-13
標籤 mini2440 mini 使用 sdram 简体版
原文   原文鏈接

在S3C2440A user manual.pdf 的第五章有 Memory Controller的介紹。設置memory controller是爲了明確各個bank（硬件決定出的地址空間）屬性，包括數據位寬、WAIT信號、訪問時序、刷新週期、bank起始位置和大小 （僅對bank六、7）及SDRAM模式。《嵌入式Linux應用開發徹底手冊》第6章對各寄存器有較詳細敘述，再配上 S3C2440A user manual.pdf 各寄存器個字段含義應屬明確。只惋惜這些還不夠，舉例來講要設置SDRAM各參數，沒有SDRAM數據手冊是無法作的，在這個百花齊放的世界裏真沒什麼是 通吃的。html

《嵌入式Linux應用開發徹底手冊》對應的SDRAM是K4S561632C，我手頭的mini2440開發板上的號稱是 HY57V561620FTP，但芯片上的絲印被刻意劃掉了，隱約看到一個M的logo和沒法辨認的一串數字，並且2片還不同！面對此情此景除了發自肺 腑的一句「你妹呀～」實在不知再說些什麼。linux

mini2440 板子入手在nor 上已有可正常運行的 supervivi，進入它的命令行模式，輸入：
mem info，它自曝了 memory controller 各寄存器設置，既然它工做正常就用這套值吧redis

Supervivi> mem info

RAM Information:
Default ram size: 64M
Real ram size   : 64M
Free memory     : 61M

RAM mapped to           : 0x30000000 - 0x34000000
Flash memory mapped to  : 0x10000000 - 0x12000000
Available memory region : 0x30000000 - 0x33d80000
Stack base address      : 0x33defffc
Current stack pointer   : 0x33defb6c

Memory control register vlaues
     BWSCON = 0x22111112
   BANKCON0 = 0x00000700
   BANKCON1 = 0x00000700
   BANKCON2 = 0x00000700
   BANKCON3 = 0x00000700
   BANKCON4 = 0x00000700
   BANKCON5 = 0x00000700
   BANKCON6 = 0x00018009
   BANKCON7 = 0x00018009
    REFRESH = 0x008e04eb
   BANKSIZE = 0x000000b2
     MRSRB6 = 0x00000030
     MRSRB7 = 0x00000030
     DSC0   = 0x00000000
     DSC1   = 0x00000000

準 備工做還有如何拷貝內存數據。真正有意義的是從flash 拷貝到sdram但鑑於我還沒到這步，先搞點無心義的從片內ram到sdram吧，這裏的重點是「位置無關指令」這個概念。若是這個解決了剩下就是位置相 關指令的定位，換言之怎麼連接，怎麼加載，也就是如何保證運行地址的正確性。shell

S3C2440A 是 ARM920T 處理器類型，屬於 ARMv4T 架構，其位置無關指令包括 b bl。
假 想我有一些大個函數必須在 sdram 中調用，它們開機時是存在 flash 中的，那麼必須先設置好內存控制器，而後從flash中讀出這些函數的機器碼寫到sdram中去，而後再「跳」到sdram 中執行之。mini2440的sdram 起始地址是在bank6的（S3C2440A容許在bank7也掛sdram，但mini2440把它們都掛在bank6了）故這些大個函數在鏈接時必須 指定其所處段的運行地址在 0x30000000 之上。
位置相關指令要用以運行地址計算出來的絕對地址，上面那些大個函數中的絕對地址必定會在0x30000000之上，在沒有初始化內存控制器以前bank6中的地址是不存在的，此時只能用位置無關指令。這些指令不管你在連接時指定的運行地址是什麼都能經過相對值正確跳轉。小程序

軟件分紅2部分，一個彙編用於必要寄存器初始化和拷貝內存，再加設置sp和跳轉main；一個cpp用於模擬大塊頭。
先是 head.s
sass

.text
.global _start
_start:
    bl  kill_dog
    bl  control_mem
    bl  copy2sdram
    ldr pc, =sdram
sdram:
    mov sp, #0x34000000
    bl  main
_end:
    b   _end

kill_dog:
    mov r0, #0x53000000
    mov r1, #0
    str r1, [r0]
    mov pc, lr
        
control_mem:
    mov r0, #0x48000000
    ldr r1, =0x22111112
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000700
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000700
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000700
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000700
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000700
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000700
    str r1, [r0], #4
    ldr r1, =0x00018009
    str r1, [r0], #4
    ldr r1, =0x00018009
    str r1, [r0], #4
    ldr r1, =0x008e04eb
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x000000b2
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000030
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000030
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000000
    str r1, [r0], #4
    mov r1, #0x00000000
    str r1, [r0], #4
    mov pc, lr

copy2sdram:
    mov r0, #0
    mov r1, #0x30000000
    ldr r2, =0x1000
loop:  
    ldr r3, [r0], #4
    str r3, [r1], #4
    cmp r0, r2
    bne loop
    mov pc, lr

注意其中 ldr pc, =sdram
架構

sdram.cpp 是個用LED 模擬簡譜的小程序，若是誰有光感設備把LED轉成聲音......算了......我仍是考慮mini2440上的揚聲器吧:app

class CNumberedMusicalNotation
{
public:
    CNumberedMusicalNotation( void );
    ~CNumberedMusicalNotation( void );

    void dao( void );
    void rai( void );
    void mi( void );
    void fa( void );
    void suo( void );
    void la( void );
    void xi( void );

private:
    void latency( void );
    unsigned long* data;
};

CNumberedMusicalNotation::CNumberedMusicalNotation()
{
    unsigned long* gpbcon = reinterpret_cast<unsigned long*>(0x56000010);
    *gpbcon = 0x15400;  // enable GPB output

    data = reinterpret_cast<unsigned long*>(0x56000014);
    *data = ~0;
}
CNumberedMusicalNotation::~CNumberedMusicalNotation()
{
    *data = ~0;
    latency();
}
void CNumberedMusicalNotation::dao()
{   // led1 - GPB5
    *data = ~(1<<5);
    latency();
}
void CNumberedMusicalNotation::rai()
{   // led2 - GPB6
    *data = ~(1<<6);
    latency();
}
void CNumberedMusicalNotation::mi()
{   // led3 - GPB7
    *data = ~(1<<7);
    latency();
}
void CNumberedMusicalNotation::fa()
{   // led4 - GPB8
    *data = ~(1<<8);
    latency();
}
void CNumberedMusicalNotation::suo()
{   // led1+3 - GPB5+7
    *data = ~(1<<5 | 1<<7);
    latency();
}
void CNumberedMusicalNotation::la()
{   // led2+4 - GPB6+8
    *data = ~(1<<6 | 1<<8);
    latency();
}
void CNumberedMusicalNotation::xi()
{   // led1+4 - GPB5+8
    *data = ~(1<<5 | 1<<8);
    latency();
}
void CNumberedMusicalNotation::latency()
{
    volatile int i;
    for ( i = 0; i < 10000; i++ );
}

int __attribute__((__long_call__)) main()
{
    CNumberedMusicalNotation n;
    
    n.dao();
    n.rai();
    n.mi();
    n.suo();
    n.suo();
    n.la();
    n.suo();
    n.mi();
    n.dao();
    n.rai();
    n.mi();
    n.mi();
    n.rai();
    n.dao();
    n.rai();

    n.dao();
    n.rai();
    n.mi();
    n.suo();
    n.suo();
    n.la();
    n.suo();
    n.mi();
    n.dao();
    n.rai();
    n.mi();
    n.mi();
    n.rai();
    n.rai();
    n.dao();

    return 0;
}

最後是Makefile函數

all: sdram.elf
    
sdram.elf :
    arm-linux-gcc -c -g -O2 -o head.o head.s
    arm-linux-g++ -c -g -O2 -o sdram.o sdram.cpp
    arm-linux-ld -Ttext 0x30000000 -o sdram.elf head.o sdram.o 
    arm-linux-objcopy -O binary -S sdram.elf sdram.bin
    arm-linux-objdump -D -m arm sdram.elf > sdram.dis

clean:
    rm -f *.o *.elf *.dis *.bin

注意其中 -Ttext 0x30000000oop

這些解釋有些費勁，配合 sdram.dis 看看就好說了（節）

sdram.elf:     file format elf32-littlearm

Disassembly of section .text:

30000000 <_start>:
30000000:    eb000005     bl    3000001c <kill_dog>
30000004:    eb000008     bl    3000002c <control_mem>
30000008:    eb000027     bl    300000ac <copy2sdram>
3000000c:    e59ff0b8     ldr    pc, [pc, #184]    ; 300000cc <loop+0x14>

30000010 <sdram>:
30000010:    e3a0d30d     mov    sp, #872415232    ; 0x34000000
30000014:    eb000105     bl    30000430 <main>

30000018 <_end>:
30000018:    eafffffe     b    30000018 <_end>
......
300000ac <copy2sdram>:
300000ac:    e3a00000     mov    r0, #0    ; 0x0
300000b0:    e3a01203     mov    r1, #805306368    ; 0x30000000
300000b4:    e3a02a01     mov    r2, #4096    ; 0x1000

300000b8 <loop>:
300000b8:    e4903004     ldr    r3, [r0], #4
300000bc:    e4813004     str    r3, [r1], #4
300000c0:    e1500002     cmp    r0, r2
300000c4:    1afffffb     bne    300000b8 <loop>
300000c8:    e1a0f00e     mov    pc, lr
300000cc:    30000010     .word    0x30000010
300000d0:    22111112     .word    0x22111112
300000d4:    00018009     .word    0x00018009
300000d8:    008e04eb     .word    0x008e04eb
......
30000430 <main>:
30000430:    e24dd008     sub    sp, sp, #8    ; 0x8
30000434:    e3a03000     mov    r3, #0    ; 0x0
30000438:    e58d3004     str    r3, [sp, #4]
3000043c:    e59d2004     ldr    r2, [sp, #4]
30000440:    e3a00c27     mov    r0, #9984    ; 0x2700
30000444:    e280000f     add    r0, r0, #15    ; 0xf
30000448:    e3a01456     mov    r1, #1442840576    ; 0x56000000
3000044c:    e1520000     cmp    r2, r0
30000450:    e2433021     sub    r3, r3, #33    ; 0x21
30000454:    e3a02b55     mov    r2, #87040    ; 0x15400
30000458:    e5813014     str    r3, [r1, #20]
3000045c:    e5812010     str    r2, [r1, #16]
30000460:    ca000006     bgt    30000480 <main+0x50>

_start 開始位置爲什麼是 30000000？由於 -Ttext 0x30000000。再看 ldr pc, =sdram 被翻譯成什麼了？

3000000c:    e59ff0b8     ldr    pc, [pc, #184]    ; 300000cc <loop+0x14>

而 300000cc 處是什麼呢？

300000cc:    30000010     .word    0x30000010

這 意味着 pc 將被賦值 0x30000010， 這顯然是編譯器計算出的位置相關代碼。而以前都是位置無關代碼，雖然他們指望的運行基址是0x30000000，但由於位置無關，放在哪裏也都行了，這正 是從flash 拷貝到 sdram 所須要的，由於reset 後pc是指向 0 的。

下面是 arm-linux-gdb 的調試過程，這裏須要一些「新」指令。
首先，看看你的板子從哪裏啓動的，這裏假設是從nand，片內ram爲始於0x00000000的4k。

[szs@szs mine]$ arm-linux-gdb 
GNU gdb (Sourcery G++ Lite 2008q3-72) 6.8.50.20080821-cvs
Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=i686-pc-linux-gnu --target=arm-none-linux-gnueabi".
For bug reporting instructions, please see:
<https://support.codesourcery.com/GNUToolchain/>.
(gdb) target remote 127.0.0.1:3333
Remote debugging using 127.0.0.1:3333
0x00000000 in ?? ()
(gdb) load sdram.elf 
Loading section .text, size 0xc84 lma 0x30000000
Loading section .ARM.exidx, size 0x68 lma 0x30000c84
Start address 0x30000000, load size 3308
Transfer rate: 28 KB/sec, 1654 bytes/write.
(gdb) i r
r0             0x1b4    436
r1             0x200    512
r2             0xdb     219
r3             0x40     64
r4             0x57600  357888
r5             0x0      0
r6             0x60000  393216
r7             0x0      0
r8             0x33edffe0       871235552
r9             0x33fdd970       872274288
r10            0x33fd7600       872248832
r11            0x0      0
r12            0x100    256
sp             0x33f0ffd4       0x33f0ffd4
lr             0x7e0    2016
pc             0x30000000       0x30000000
fps            0x0      0
cpsr           0x800000d3       2147483859

默 認的load將.text 放在了0x30000000處，這是由於連接時指定了 -Ttext 0x30000000，pc 也被設置到了 0x30000000，但這對應一個剛剛 reset halt 過的開發板，0x30000000 顯然尚不可用！！作過load後的片內ram裏有什麼呢

(gdb) x/16xw 0
0x0:    0xea000014      0xe59ff014      0xe59ff014      0xe59ff014
0x10:   0xe59ff014      0xe59ff014      0xe59ff014      0xe59ff014
0x20:   0x33f80260      0x33f802c0      0x33f80320      0x33f80380
0x30:   0x33f803e0      0x33f80440      0x33f80460      0xdeadbeef

對比一下sdram.bin顯然不是你的機器碼，這樣就算把 pc 設置到0也不會運行你的程序的。how？

(gdb) load sdram.elf 0xd0000000
Loading section .text, size 0xc84 lma 0x0
Loading section .ARM.exidx, size 0x68 lma 0xc84
Start address 0x30000000, load size 3308
Transfer rate: 40 KB/sec, 1654 bytes/write.
(gdb) set $pc=0
(gdb) i r
r0             0x194    404
r1             0x200    512
r2             0xcb     203
r3             0x4e000000       1308622848
r4             0x57200  356864
r5             0x0      0
r6             0x60000  393216
r7             0x0      0
r8             0x33edffe0       871235552
r9             0x33fdd970       872274288
r10            0x33fd7200       872247808
r11            0x0      0
r12            0x100    256
sp             0x33f0ffd4       0x33f0ffd4
lr             0x7e0    2016
pc             0x0      0
fps            0x0      0
cpsr           0x800000d3       2147483859
(gdb) si
0x0000001c in ?? ()
(gdb) si
0x00000020 in ?? ()
(gdb) si
0x00000024 in ?? ()
(gdb) si
0x00000028 in ?? ()
(gdb) si
0x00000004 in ?? ()
(gdb) c
Continuing.

load sdram.elf 時加個參數 0xd0000000，爲什麼？由於你想讓gdb 幫您把運行地址爲0x30000000的段裝載到0位置去，你須要給它一個偏移，0x30000000加 什麼能獲得0呢，只有靠溢出了。隨後還要

set $pc=0

若是你有興趣再

x/16xw 0

對比一下你的 sdram.bin 吧。經過 si 能夠看到 pc 再經歷 0 -> 1c -> 20 -> 24 -> 28 後又回到4 了，顯然是殺狗回來了。恭喜，c 後看着 LED 給你彈小調吧。

PS: 64M sdram 是如何算出的？S3C2440A 給 sdram 的數據線有32根D0～D31，這意味着一次能夠取出4個字節；但地址線只有13根A2~A14，如何尋址64M呢？原來選址不是一次完成的，先行再列，額外還有個頁。先用A2～A14指定行，再以約定時序用A2～A10指定列，配合A24～A25指定的頁，一個能夠尋址 13 + 9 + 2 = 24 即 16M 地址空間。由於位寬是16bit，故這表明着 32MB sdram 容量，再把2片這樣的 sdram 並連尋址，用D0～D31順序鏈接獲取輸出就能獲得 64M了。

相關文章
相關標籤/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公眾號
   歡迎關注本站公眾號,獲取更多信息
聯繫我們 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程