【转】mini2440裸机开启MMU实验
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.text
.global _start
_start:
ldr sp, =4096 @ 设置栈指针,以下都是C函数,调用前需要设好栈
bl disable_watch_dog @ 关闭WATCHDOG,否则CPU会不断重启
bl memsetup @ 设置存储控制器以使用SDRAM
bl copy_2th_to_sdram @ 将第二部分代码复制到SDRAM
bl create_page_table @ 设置页表
bl mmu_init @ 启动MMU
ldr sp, =0xB4000000 @ 重设栈指针,指向SDRAM顶端(使用虚拟地址)
ldr pc, =0xB0004000 @ 跳到SDRAM中继续执行第二部分代码
halt_loop:
b halt_loop
这段汇编,可以看出,整一个设置流程,其中,设置页表和启动MMU是重点
设置页表
/*
* 设置页表
*/
void create_page_table(void)
{
/*
* 用于段描述符的一些宏定义
*/
#define MMU_FULL_ACCESS (3 << 10) /* 访问权限 */
#define MMU_DOMAIN (0 << 5) /* 属于哪个域 */
#define MMU_SPECIAL (1 << 4) /* 必须是1 */
#define MMU_CACHEABLE (1 << 3) /* cacheable */
#define MMU_BUFFERABLE (1 << 2) /* bufferable */
#define MMU_SECTION (2) /* 表示这是段描述符 */
#define MMU_SECDESC (MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL |
MMU_SECTION)
#define MMU_SECDESC_WB (MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL |
MMU_CACHEABLE | MMU_BUFFERABLE | MMU_SECTION)
#define MMU_SECTION_SIZE 0x00100000
unsigned long virtuladdr, physicaladdr;
unsigned long *mmu_tlb_base = (unsigned long *)0x30000000;
/*
* Steppingstone的起始物理地址为0,第一部分程序的起始运行地址也是0,
* 为了在开启MMU后仍能运行第一部分的程序,
* 将0~1M的虚拟地址映射到同样的物理地址
*/
virtuladdr = 0;
physicaladdr = 0;
*(mmu_tlb_base + (virtuladdr >> 20)) = (physicaladdr & 0xFFF00000) |
MMU_SECDESC_WB;
/*
* 0x56000000是GPIO寄存器的起始物理地址,
* GPBCON和GPBDAT这两个寄存器的物理地址0x56000010、0x56000014,
* 为了在第二部分程序中能以地址0xA0000010、0xA0000014来操作GPBCON、GPBDAT,
* 把从0xA0000000开始的1M虚拟地址空间映射到从0x56000000开始的1M物理地址空间
*/
virtuladdr = 0xA0000000;
physicaladdr = 0x56000000;
*(mmu_tlb_base + (virtuladdr >> 20)) = (physicaladdr & 0xFFF00000) |
MMU_SECDESC;
/*
* SDRAM的物理地址范围是0x30000000~0x33FFFFFF,
* 将虚拟地址0xB0000000~0xB3FFFFFF映射到物理地址0x30000000~0x33FFFFFF上,
* 总共64M,涉及64个段描述符
*/
virtuladdr = 0xB0000000;
physicaladdr = 0x30000000;
while (virtuladdr < 0xB4000000)
{
*(mmu_tlb_base + (virtuladdr >> 20)) = (physicaladdr & 0xFFF00000) |
MMU_SECDESC_WB;
virtuladdr += 0x100000;
physicaladdr += 0x100000;
}
}
这里通过 *(mmu_tlb_base + (virtuladdr >> 20)) = (physicaladdr & 0xFFF00000) | MMU_SECDESC_WB;
虚拟地址部分向右移动20位,物理地址部分保存在[31:20]中,并设置相应的权限,巧妙地设置了页表。另外需要注意的是这里 virtuladdr += 0x100000; physicaladdr += 0x100000; 因为只使用[31:20]所以增加1 也等于0x100000。
/*
* 启动MMU
*/
void mmu_init(void)
{
unsigned long ttb = 0x30000000;
__asm__(
"mov r0, #0n"
"mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0n" /* 使无效ICaches和DCaches */
"mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4n" /* drain write buffer on v4 */
"mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0n" /* 使无效指令、数据TLB */
"mov r4, %0n" /* r4 = 页表基址 */
"mcr p15, 0, r4, c2, c0, 0n" /* 设置页表基址寄存器 */
"mvn r0, #0n"
"mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0n" /* 域访问控制寄存器设为0xFFFFFFFF,
* 不进行权限检查
*/
/*
* 对于控制寄存器,先读出其值,在这基础上修改感兴趣的位,
* 然后再写入
*/
"mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0n" /* 读出控制寄存器的值 */
/* 控制寄存器的低16位含义为:.RVI ..RS B... .CAM
* R : 表示换出Cache中的条目时使用的算法,
* 0 = Random replacement;1 = Round robin replacement
* V : 表示异常向量表所在的位置,
* 0 = Low addresses = 0x00000000;1 = High addresses = 0xFFFF0000
* I : 0 = 关闭ICaches;1 = 开启ICaches
* R、S : 用来与页表中的描述符一起确定内存的访问权限
* B : 0 = CPU为小字节序;1 = CPU为大字节序
* C : 0 = 关闭DCaches;1 = 开启DCaches
* A : 0 = 数据访问时不进行地址对齐检查;1 = 数据访问时进行地址对齐检查
* M : 0 = 关闭MMU;1 = 开启MMU
*/
/*
* 先清除不需要的位,往下若需要则重新设置它们
*/
/* .RVI ..RS B... .CAM */
"bic r0, r0, #0x3000n" /* ..11 .... .... .... 清除V、I位 */
"bic r0, r0, #0x0300n" /* .... ..11 .... .... 清除R、S位 */
"bic r0, r0, #0x0087n" /* .... .... 1... .111 清除B/C/A/M */
/*
* 设置需要的位
*/
"orr r0, r0, #0x0002n" /* .... .... .... ..1. 开启对齐检查 */
"orr r0, r0, #0x0004n" /* .... .... .... .1.. 开启DCaches */
"orr r0, r0, #0x1000n" /* ...1 .... .... .... 开启ICaches */
"orr r0, r0, #0x0001n" /* .... .... .... ...1 使能MMU */
"mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0n" /* 将修改的值写入控制寄存器 */
: /* 无输出 */
: "r" (ttb) );
}