S3C2440学习笔记五（2440slib.s源程序的分析）-电子工程世界

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以下程序是什么意思：为啥这个文件是一堆的汇编代码，因为这里面涉及到了底层驱动，这里既是CPU的核心控制。涉及到了直接操作的寄存器和高速缓存，实际上和51的CPU是一回事，就是51可以干一件事，他就要干几十件事，没有强悍的架构和强大的寄存器和缓存团队，他就没法强悍！就跑400M吧，他为了效率加了cp15这个比较高速的协处理器，这个cp15的本质是数据处理中心。只有早期的PC机和现行的ARM还有这个东西，现在的PC机跑得非常快了，不需要CP15这类东西帮忙了。

补充一点是，CP15可以理解为MMU，它主要的工作是地址映射，也就是给CPU提供地址。SDRAM一般为32M或64M，但是对于32位的CPU，可以管理4G的空间。那么就把这个4G的空间分成4096份，每一份1M，那么32位地址变成一个组合，14位+18位。

;=====================================================================

; File Name : 2440slib.s

; Function : GT2440 (Assembly)

; Revision : 1.0

;=====================================================================

;Interrupt, FIQ/IRQ disable禁止中断FIQ/IRQ

NOINT EQU 0xc0 ; 1100 0000---->CPSR

;Check if tasm.exe(armasm -16 ...@ADS 1.0) is used.

GBLL THUMBCODE

[ {CONFIG} = 16

THUMBCODE SETL {TRUE}

CODE32

THUMBCODE SETL {FALSE}

]

；这段指令判断是否是THUMBCODE指令集，是的话就要用

；ADS的tasm.exe进行编译。首先用GBLL定义了全局逻辑

；变量HUMBCODE，默认值为0。“[]"相当于C语言中的{}，

；| 相当于else?

MACRO

MOV_PC_LR

[ THUMBCODE

bx lr

mov pc,lr

]

MEND

；函数返回宏定义

AREA |C$$code|, CODE, READONLY

；定义了代码段，此代码段是外部的可以被C程序调用的关于?

；寄存器和存储管理单元（MMU）操作函数。?

EXPORT EnterCritical

；用内存单元r0存储CPSR?

EnterCritical

mrs r1, cpsr

str r1, [r0]

orr r1, r1, #NOINT

msr cpsr_cxsf, r1

MOV_PC_LR

;restore cpsr, r0 = address to restore cpsr

EXPORT ExitCritical

ExitCritical

ldr r1, [r0]

msr cpsr_cxsf, r1

MOV_PC_LR

;这里的cxsf表示从低到高分别占用的4个8bit的数据域?

；指令中有时还有出现cpsr_cf, cpsr_all, cpsr_c等，这里：?

c 指CPSR中的control field ( PSR[7:0])?

f 指flag field (PSR[31:24])?

x 指 extend field (PSR[15:8])?

s 指status field ( PSR[23:16])?

；其中cpsr的位表示为：?

31 30 29 28 --- 7 6 - 4 3 2 1 0?

N Z C V I F M4 M3 M2 M1 M0

;==============

; CPSR I,F bit设置CPSR的I位(IRQ)和F位(FIQ)

;置位CPSR_IR,即禁止IRQ中断和FIQ中断

;==============

;int SET_IF(void);

;The return value is current CPSR.

EXPORT SET_IF

SET_IF;仅在特权模式下可用此程序。

;This function works only if the processor is in previliged mode.

mrs r0,cpsr

mov r1,r0

orr r1,r1,#NOINT

msr cpsr_cxsf,r1

MOV_PC_LR

;void WR_IF(int cpsrValue);写值到CPSR

EXPORT WR_IF

WR_IF;仅在特权模式下可用此程序。

;This function works only if the processor is in previliged mode.

msr cpsr_cxsf,r0

MOV_PC_LR

;void CLR_IF(void);清CPSR_IR，即允许IRQ中断和FIQ中断

EXPORT CLR_IF

CLR_IF;仅在特权模式下可用此程序。

;This function works only if the processor is in previliged mode.

mrs r0,cpsr

bic r0,r0,#NOINT

msr cpsr_cxsf,r0

MOV_PC_LR

EXPORT outportw

outportw strh r0, [r1]

MOV_PC_LR

EXPORT inportw

inportw ldrh r0, [r0]

MOV_PC_LR

请原谅这里不是原创，只因还在努力学习!

在ARM的嵌入式应用中，存储系统是通过协处理器CP15完成的。CP15包含16个32位的寄存器,其编号是0-15。对于CP15协处理器的操作使用mcr和mrc两条协处理器指令，这两条指令的记法是从后往钱看：mcr是把r（CPU核寄存器）中的数据传送到c(协处理器寄存器)中，mrc则是把c(协处理器寄存器)中的数据传送到r(CPU核寄存器)中。对CP15协处理器的所有操作都是通过CPU寄存器和CP15寄存器之间交换数据完成的。

寄存器C0，C1。C0的基本作用是ID编码；C1的基本作用是控制位(可读可写)。

C1的第12位：I(bit[12])。当数据和地址处于分开时，该控制位禁止使能指令cache；其中0是禁止指令cache，1是使能指令cache；如果系统中使能统一的指令cache和数据cache或者系统中不含cache，读取时该位返回0，写入时忽略该位。当系统中的指令cache不禁止时，读取该位时返回1，写入时忽略该位。当系统中的指令cache不禁止时，读取时该位返回1，写入时忽略该位。

C1的第2位：C(bit[2])。当数据和地址处于分开时，本控制位禁止使能数据cache；如果系统中使用统一的指令cache和数据cache时，该控制位禁止使能整个cache。其中0是禁止cache，1是使能cache；如果系统中不含cache，读取时该位返回0，写入时忽略该位。当系统中的cache不能禁止时，读取时该位返回1，写入时忽略该位。

C1的第1位：A(bit)。对于可以选择是否支持内存访问时地址对齐检查的那些系统，本位禁止使能地址对齐检查功能；0是禁止地址对齐检查功能，1是使能对齐检查功能；对齐内存访问时地址对齐检查功能不可选择的那些系统，读取该位时根据系统是否支持地址功能对齐检查功能返回0或者1，写入时忽略该位。

C1的第0位：M(bit[0])。禁止使能MMU或者PU；其中0是禁止地址对齐检查功能，1是使能地址对齐检查功能；如果系统中没有MMU及PU，读取时该位返回0，写入时忽略该位。

C1的30位设置快速总线模式

C2的31位模式异步模式

;====================================

; MMU Cache/TLB/etc on/off functions MMU的缓存，快表等的允许和禁止操作

;====================================

R1_I EQU (1<<12) ;其实汇编也不想想象中那么汇，有事可以看到C的身影

R1_C EQU (1<<2) ;其实C就是构建在这些汇编之上，一看二看三看有种杂交的感觉

R1_A EQU (1<<1)

R1_M EQU (1)

R1_iA EQU (1<<31)

R1_nF EQU (1<<30)

;使能命令Cache
;void MMU_EnableICache(void)

EXPORT MMU_EnableICache

MMU_EnableICache

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

orr r0,r0,#R1_I

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_DisableICache(void)禁止命令Cache

EXPORT MMU_DisableICache

MMU_DisableICache

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

bic r0,r0,#R1_I

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;使能数据Cache

;void MMU_EnableDCache(void); 当地址Cache和数据Cache分开时，使能数据Cache，反之使能整个Cache。

EXPORT MMU_EnableDCache

MMU_EnableDCache

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

orr r0,r0,#R1_C

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_DisableDCache(void) ; 当地址Cache和数据Cache分开时，禁止数据Cache，反之禁止整个Cache。

EXPORT MMU_DisableDCache

MMU_DisableDCache

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

bic r0,r0,#R1_C

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;使能地址对齐检查功能

;void MMU_EnableAlignFault(void)

EXPORT MMU_EnableAlignFault

MMU_EnableAlignFault

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

orr r0,r0,#R1_A

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_DisableAlignFault(void) ；禁止地址对齐检查功能

EXPORT MMU_DisableAlignFault

MMU_DisableAlignFault

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

bic r0,r0,#R1_A

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_EnableMMU(void) ; 使能MMU

EXPORT MMU_EnableMMU

MMU_EnableMMU

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

orr r0,r0,#R1_M

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_DisableMMU(void) ；禁止MMU

EXPORT MMU_DisableMMU

MMU_DisableMMU

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

bic r0,r0,#R1_M

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_SetFastBusMode(void) ；设置快速总线模式

; FCLK:HCLK= 1:1

EXPORT MMU_SetFastBusMode

MMU_SetFastBusMode

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

bic r0,r0,#R1_iA:OR:R1_nF

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_SetAsyncBusMode(void) ; 设置异步模式

; FCLK:HCLK= 1:2

EXPORT MMU_SetAsyncBusMode

MMU_SetAsyncBusMode

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

orr r0,r0,#R1_nF:OR:R1_iA

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

MOV_PC_LR

;=========================

; Set TTBase C2：地址转换表基地址

;=========================

;void MMU_SetTTBase(int base)

EXPORT MMU_SetTTBase

MMU_SetTTBase

;ro=TTBase

mcr p15,0,r0,c2,c0,0

MOV_PC_LR

;=========================

; Set Domain 域访问控制位

;=========================

;写控制位到C3

;void MMU_SetDomain(int domain)

EXPORT MMU_SetDomain

MMU_SetDomain

;ro=domain

mcr p15,0,r0,c3,c0,0

MOV_PC_LR

;=========================

; ICache/DCache functions

C7控制指令和数据缓存和写缓冲区

它是一个只写的寄存器。使用MRC指令读取该寄存器，将产生不可预知效果。

指令具体格式如下：

MCR P15，0，,,,

,的不同的组合决定指令执行的不同的操作。完成操作将产生的数据写到Rd，然后写到C7。

;=========================

;使无效整个统一的cache

;void MMU_InvalidateIDCache(void)

EXPORT MMU_InvalidateIDCache

MMU_InvalidateIDCache

mcr p15,0,r0,c7,c7,0

MOV_PC_LR

;void MMU_InvalidateICache(void) ;使无效整个指令cache

EXPORT MMU_InvalidateICache

MMU_InvalidateICache

mcr p15,0,r0,c7,c5,0

MOV_PC_LR

;void MMU_InvalidateICacheMVA(U32 mva) ;使无效指令cache的某块mva,并把数据(虚拟地址)写到C7

EXPORT MMU_InvalidateICacheMVA

MMU_InvalidateICacheMVA

;r0=mva

mcr p15,0,r0,c7,c5,1

MOV_PC_LR

;void MMU_PrefetchICacheMVA(U32 mva) ;预取指令cache中的某块mva,并把数据(虚拟地址)写到C7

EXPORT MMU_PrefetchICacheMVA

MMU_PrefetchICacheMVA

;r0=mva

mcr p15,0,r0,c7,c13,1

MOV_PC_LR

;void MMU_InvalidateDCache(void) ; 使无效整个数据cache

EXPORT MMU_InvalidateDCache

MMU_InvalidateDCache

mcr p15,0,r0,c7,c6,0

MOV_PC_LR

;void MMU_InvalidateDCacheMVA(U32 mva) ; 使无效数据cache的某块mva，并把数据(虚拟地址)写到C7

EXPORT MMU_InvalidateDCacheMVA

MMU_InvalidateDCacheMVA

;r0=mva

mcr p15,0,r0,c7,c6,1

MOV_PC_LR

;void MMU_CleanDCacheMVA(U32 mva) ; 清空数据cache中的某块mva,并把数据(虚拟地址)写到C7

EXPORT MMU_CleanDCacheMVA

MMU_CleanDCacheMVA

;r0=mva

mcr p15,0,r0,c7,c10,1

MOV_PC_LR

;void MMU_CleanInvalidateDCacheMVA(U32 mva) ; 清空无效数据cache中的某块mva,并把数据(虚拟地址)写到C7

EXPORT MMU_CleanInvalidateDCacheMVA

MMU_CleanInvalidateDCacheMVA

;r0=mva

mcr p15,0,r0,c7,c14,1

MOV_PC_LR

;void MMU_CleanDCacheIndex(U32 index) ; 清空数据cache中的某块Index,并把组号组内序号写到C7中

EXPORT MMU_CleanDCacheIndex

MMU_CleanDCacheIndex

;r0=index

mcr p15,0,r0,c7,c10,2

MOV_PC_LR

;void MMU_CleanInvalidateDCacheIndex(U32 index) ; 清空将无效数据cache中的某块Index,并把组号组内序号写到C7中

EXPORT MMU_CleanInvalidateDCacheIndex

MMU_CleanInvalidateDCacheIndex

;r0=index

mcr p15,0,r0,c7,c14,2

MOV_PC_LR

;void MMU_WaitForInterrupt(void) ; 等待中断激活，使ARM进入节能状态，停止执行等待中断激活。

;当异常中断IRQ或FIQ发生后，该MCR指令进入IRQ或FIQ中断处理程序执行。

EXPORT MMU_WaitForInterrupt

MMU_WaitForInterrupt

mcr p15,0,r0,c7,c0,4

MOV_PC_LR

;===============

; TLB functions 快表TLB功能(C8)

; C8控制控制清楚TLB的相关操作。它是一个只写的寄存器。使用MRC指令读取该寄存器，将产生不可预知的效果。

;指令具体格式如下：

;MCR P15，0，,,,

;,的不同的组合决定指令执行的不同操作。完成操作将产生的数据写到Rd,然后写到C8

;===============

;使无效整个统一的cache;或者使无效整个数据cache和指令cache

;voic MMU_InvalidateTLB(void)

EXPORT MMU_InvalidateTLB

MMU_InvalidateTLB

mcr p15,0,r0,c8,c7,0

MOV_PC_LR

;void MMU_InvalidateITLB(void) ;使无效整个指令cache

EXPORT MMU_InvalidateITLB ;供外部使用(*个人理解*)

MMU_InvalidateITLB ;调用标记

mcr p15,0,r0,c8,c5,0

MOV_PC_LR ;调用返回

;void MMU_InvalidateITLBMVA(U32 mva) ; 使无效指令cache的单个地址变换条目mva,并把虚拟地址返回到C8

EXPORT MMU_InvalidateITLBMVA

MMU_InvalidateITLBMVA

;ro=mva

mcr p15,0,r0,c8,c5,1

MOV_PC_LR

;void MMU_InvalidateDTLB(void) ; 使无效整个数据cache

EXPORT MMU_InvalidateDTLB

MMU_InvalidateDTLB

mcr p15,0,r0,c8,c6,0

MOV_PC_LR

;void MMU_InvalidateDTLBMVA(U32 mva) ; 使无效数据cache的单个地址变换条目mva,并把虚拟地址返回到C8

EXPORT MMU_InvalidateDTLBMVA

MMU_InvalidateDTLBMVA

;r0=mva

mcr p15,0,r0,c8,c6,1

MOV_PC_LR

;=================

; Cache lock down 缓存内容锁定(C9)

; Cache内容锁定，就是将一些关键代码和数据预取到cache后，设置一定的属性，使发生cache块替换时，

;这些关键代码和数据所在的块不会被替换。指令具体格式如下：

;MCR P15，0，,,,

;MCR P15, 0, ,,,

;当系统中包含独立的数据cache和指令cache时，对应于数据cache和指令cache分别有一个独立的cache内容锁定寄存器。

;=1 选择指令cache的内容锁定寄存器

;=0 选择数据cache的内容锁定寄存器

;当系统中使用统一的数据cache和指令cache时，操作数应为0

;=================锁数据cache

;void MMU_SetDCacheLockdownBase(U32 base)

EXPORT MMU_SetDCacheLockdownBase

MMU_SetDCacheLockdownBase

;r0= victim & lockdown base

mcr p15,0,r0,c9,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_SetICacheLockdownBase(U32 base) ; 锁指令cache

EXPORT MMU_SetICacheLockdownBase

MMU_SetICacheLockdownBase

;r0= victim & lockdown base

mcr p15,0,r0,c9,c0,1

MOV_PC_LR

;=================

; TLB lock down 快表内容锁存(C10) ; 具体操作同cache锁存

;=================锁数据快表

;void MMU_SetDTLBLockdown(U32 baseVictim)

EXPORT MMU_SetDTLBLockdown

MMU_SetDTLBLockdown

;r0= baseVictim

mcr p15,0,r0,c10,c0,0

MOV_PC_LR

;void MMU_SetITLBLockdown(U32 baseVictim) ; 锁指令快表

EXPORT MMU_SetITLBLockdown

MMU_SetITLBLockdown

;r0= baseVictim

mcr p15,0,r0,c10,c0,1

MOV_PC_LR

;============

; Process ID 获得进程标识符(C13)

;============获得进程标识符

;void MMU_SetProcessId(U32 pid)

EXPORT MMU_SetProcessId

MMU_SetProcessId

;r0= pid

mcr p15,0,r0,c13,c0,0

MOV_PC_LR

END

这个东东和CP15密切相关，是一个启动代码，等我下次回来再分析一遍

关键字：S3C2440 源程序引用地址：S3C2440学习笔记五（2440slib.s源程序的分析）

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