s3c2440代码重定位和段的引入——学以致用，综合Makefile的锻炼

对于2440而言，nand启动，nand的前4k内容由硬件复制到sram。

nor flash，可以像内存一样读，但是不能像内存一样写，执行写操作需要特殊的操作。

程序中包含有需要写的全局或者静态变量，它们在bin文件中，写在nor flash上，直接修改这样的变量是无效的。

到底什么意思呢？还是看例子比较有说服力。

在学习C语言的过程中，我们或多或少知道一些东西，c/c++可执行文件需要预处理，编译，汇编，连接。

程序有text段，data段，bss段，rodata段等等，今天，就和它们来个亲密接触吧。

还是先说上面的问题吧，看例子：

在之前的程序代码基础上，启动代码增加自动识别是nand还是nor启动：

    /* 设置内存: sp 栈 */

    /* 分辨是nor/nand启动

     * 写0到0地址, 再读出来

     * 如果得到0, 表示0地址上的内容被修改了, 它对应ram, 这就是nand启动

     * 否则就是nor启动

     */

    mov r1, #0

    ldr r0, [r1] /* 读出原来的值备份 */

    str r1, [r1] /* 0->[0] */ 

    ldr r2, [r1] /* r2=[0] */

    cmp r1, r2   /* r1==r2? 如果相等表示是NAND启动 */

    ldr sp, =0x40000000+4096 /* 先假设是nor启动 */

    ldreq sp, =4096  /* nand启动 */

    streq r0, [r1]   /* 恢复原来的值 */

nor flash启动，写入和读出不会相等，即执行ldr sp, =0x40000000+4096 /* 先假设是nor启动 */

而nand启动，由于写入读出都相等，会执行

ldreq sp, =4096 /* nand启动 */

streq r0, [r1] /* 恢复原来的值 */

上面也说了，由于nor flash 的特性，导致像内存一样读可以，可是写操作需要特殊处理，后面的例子你将会看到按内存方式直接写nor flash是无效的。

start.S:

.text

.global  _start

_start:

    /* 关闭看门狗 */

    ldr r0, =0x53000000

    ldr r1, =0

    str r1, [r0]

    /* 设置内存: sp 栈 */

    /* 分辨是nor/nand启动

     * 写0到0地址, 再读出来

     * 如果得到0, 表示0地址上的内容被修改了, 它对应ram, 这就是nand启动

     * 否则就是nor启动

     */

    mov r1, #0

    ldr r0, [r1] /* 读出原来的值备份 */

    str r1, [r1] /* 0->[0] */ 

    ldr r2, [r1] /* r2=[0] */

    cmp r1, r2   /* r1==r2? 如果相等表示是NAND启动 */

    ldr sp, =0x40000000+4096 /* 先假设是nor启动 */

    ldreq sp, =4096  /* nand启动 */

    streq r0, [r1]   /* 恢复原来的值 */

    bl SystemInit

    //调用main函数

    bl main

halt:

    b halt

main.c:

#include "s3c2440_gpio.h"

#include "s3c2440_soc.h"

#include "uart.h"

#include "init.h"

unsigned char glob_a='a';

unsigned char glob_b='b';

const char p=1;

char *q="char *q";

static int golb_c;

static int golb_d;

int glob_e=1;

int glob_f;

void SystemInit(void)

{

    //配置LOCKTIME(0x4C000000) = 0xFFFFFFFF 

    *(volatile unsigned int *)0x4C000000=0xFFFFFFFF;

    //CLKDIVN(0x4C000014) = 0X5, tFCLK:tHCLK:tPCLK = 1:4:8

    *(volatile unsigned int *)0x4C000014=0x5;

    //协处理指仿

    __asm__(

    "mrc    p15, 0, r1, c1, c0, 0n"        /* 读出控制寄存噿*/ 

    "orr    r1, r1, #0xc0000000n"          /* 设置为“asynchronous bus mode‿*/

    "mcr    p15, 0, r1, c1, c0, 0n"        /* 写入控制寄存噿*/

    );

    /* 设置MPLLCON(0x4C000004) = (92<<12)|(1<<4)|(1<<0) 

     *  m = MDIV+8 = 92+8=100

     *  p = PDIV+2 = 1+2 = 3

     *  s = SDIV = 1

     *  FCLK = 2*m*Fin/(p*2^s) = 2*100*12/(3*2^1)=400M

     */

    *(volatile unsigned int *)0x4C000004=(92<<12)|(1<<4)|(1<<0);

}

void Delay(uint32_t count)

{

    while(count--);

}

int main(void)

{

    uart_init();

    puts("Hello, world!nr");

    //sdram_init();

    while (1)

    {

        putchar(glob_a);

        glob_a++;

        Delay(100000);

    }

    return 0;

}

注意，上面的红色部分，此前的代码我们都没有使用全局变量，这样加上之后，我们编译生成bin文件，其他文件夹都是前面例子的，其实这里只是使用了配置时钟，区分是nand还是nor启动以及前面的串口程序。把这个程序烧写在nand flash上运行，和我们想象中的一致，但是，烧写在nor flash 上，代码却和我们预想的不一致了。

在nand 上 运行，串口会打印abcde。。。。

在nor上运行，串口一直打印a！

这是为什么呢？

我们程序不是做了++处理吗？

查看反汇编：

Disassembly of section .data:

00000800 <__data_start>:

 800:    00006261     andeq    r6, r0, r1, ror #4

00000801 :

 801:    d0000062     andle    r0, r0, r2, rrx

00000804 :

 804:    000005d0     ldreqd    r0, [r0], -r0

00000808 :

 808:    00000001     andeq    r0, r0, r1

Disassembly of section .rodata:

000005cc

:

 5cc:    00000001     andeq    r0, r0, r1

 5d0:    72616863     rsbvc    r6, r1, #6488064    ; 0x630000

 5d4:    00712a20     rsbeqs    r2, r1, r0, lsr #20

 5d8:    6c6c6548     cfstr64vs    mvdx6, [ip], #-288

 5dc:    77202c6f     strvc    r2, [r0, -pc, ror #24]!

 5e0:    646c726f     strvsbt    r7, [ip], #-623

 5e4:    000d0a21     andeq    r0, sp, r1, lsr #20

Disassembly of section .bss:

0000080c :

 80c:    00000000     andeq    r0, r0, r0

00000810 :

 810:    00000000     andeq    r0, r0, r0

00000814 :

 814:    00000000     andeq    r0, r0, r0

Disassembly of section .comment:

00000000 <.comment>:

   0:    43434700     cmpmi    r3, #0    ; 0x0

   4:    4728203a     undefined

   8:    2029554e     eorcs    r5, r9, lr, asr #10

   c:    2e342e33     mrccs    14, 1, r2, cr4, cr3, {1}

  10:    47000035     smladxmi    r0, r5, r0, r0

  14:    203a4343     eorcss    r4, sl, r3, asr #6

  18:    554e4728     strplb    r4, [lr, #-1832]

  1c:    2e332029     cdpcs    0, 3, cr2, cr3, cr9, {1}

  20:    00352e34     eoreqs    r2, r5, r4, lsr lr

  24:    43434700     cmpmi    r3, #0    ; 0x0

  28:    4728203a     undefined

  2c:    2029554e     eorcs    r5, r9, lr, asr #10

  30:    2e342e33     mrccs    14, 1, r2, cr4, cr3, {1}

  34:    47000035     smladxmi    r0, r5, r0, r0

  38:    203a4343     eorcss    r4, sl, r3, asr #6

  3c:    554e4728     strplb    r4, [lr, #-1832]

  40:    2e332029     cdpcs    0, 3, cr2, cr3, cr9, {1}

  44:    00352e34     eoreqs    r2, r5, r4, lsr lr

这个我们知道了一点（上面例子的第一个static给个非零初始值就更好了，但我不想开虚拟机了，没动手的你可要试试哦），全局或者静态变量初始化为0或者不初始化的都放在.bss段，初始化了的全局或者静态变量放在.data段，const修饰的变量放在.rodata段，.comment段是注释段，比如上面的注释前面几个机器码，我们可以看出它注释的是编译器是gnu gcc。（如果你感兴趣可以全部打出来看看注释信息，采用的UE查看的）

小端模式，所以是反着输入的。

然后就应该是Makefile了，上面的代码需要连接一个data段，否则生成的bin文件会非常大。

.PHONY:clean

objcts :=start.o main.o init.o uart.o s3c2440_gpio.o

sdram.bin:$(objcts)

    arm-linux-ld -Ttext 0 -Tdata 0x800 $^ -o sdram.elf

    arm-linux-objcopy -O binary -S sdram.elf $@

    arm-linux-objdump -S -D sdram.elf > sdram.dis

%.o:%.c

    arm-linux-gcc -o $@ -c -g $<

%.o:%.S

    arm-linux-gcc -o $@ -c -g $<

clean:

    -rm *.bin *.o *.elf *.dis

是不是发现好像makefile变了，是的，是时候加进一步了，之前为了不附加难度，都是使用的最基本的方式书写Makefile，现在熟悉了2440大部分裸机代码了，就该写出点其他的make了。这个Makefile还不是最终版，有潜藏bug，后面再说怎么进一步优化。其中增加了一个连接地址

-Tdata 0x800

这是把数据段从0x800开始存储。为什么要从0x800开始连接数据段呢？

先看看我们没有指定这个选项的时候：

可以看到这个bin文件的大小居然有30多k，而我们的代码是非常小的，这显然是不正常的，我们加上连接时指定数据段地址之后：

这样之后，我们发现文件的大小就比较好接受了。这个数据段地址，需要根据实际情况调整，这里只是演示作用。

好的，现在回到Makefile：

Makefile命令中的带有-（减号）时，表示忽略错误，继续执行make。

@：使命令在被执行前不被回显。

这里主要说明-（减号）：

.PHONY:clean

app:main.o

        gcc -o app main.o

main.o:main.c

        gcc -c main.c

clean:

        rm *.o

        rm app

main函数只有一个printf函数，此时执行make

.PHONY:clean 

app:main.o 

    gcc -o app main.o 

main.o:main.c 

    gcc -c main.c  

clean: 

    -rm *.o  

    rm app

关于2440上面的那个Makefile，在我之前的随笔中是有说明的，

我们的2440依赖了一个头文件（s3c2440_soc.h），而这个头文件是没有对应源文件的，这样更改这个头文件之后，必须make clean之后，再make才能确保是最新的，如果更改了这个头文件，还是直接make，那么make是不会响应你最新改动的，所以需要我们使用sed指令来进行Makefile的书写，也就是上面的Makefile7所说明的东西。

以前学过了的东西，一定要试着拿在实验或者项目上应用，否则，学那么不使用又有什么意义呢？

 Question：

main函数中的

char *q="char *q";

q变量倒是存在.data段中，那么“char *q”这个字符串存放在哪里呢？后面的随笔会给出答案，其实这也是C语言中接触过的知识点。