有关MMU的程序设计问题

bob24432972 2012-08-01 11:59:49
教程上有关MMU虚拟地址到物理地址映射的程序设计,我照搬过来的代码,同样是2440,为什么我开启了MMU之后led.C就跑飞了,这是怎么个情况,请各位指点。
不多说上代码,这个代码应该很多人多见过


init.c/*
* init.c: 进行一些初始化,在Steppingstone中运行
* 它和head.S同属第一部分程序,此时MMU未开启,使用物理地址
*/

/* WATCHDOG寄存器 */
#define WTCON (*(volatile unsigned long *)0x53000000)
/* 存储控制器的寄存器起始地址 */
#define MEM_CTL_BASE 0x48000000


/*
* 关闭WATCHDOG,否则CPU会不断重启
*/
void disable_watch_dog(void)
{
WTCON = 0; // 关闭WATCHDOG很简单,往这个寄存器写0即可
}

/*
* 设置存储控制器以使用SDRAM
*/
void memsetup(void)
{
/* SDRAM 13个寄存器的值 */
unsigned long const mem_cfg_val[]={ 0x22011110, //BWSCON
0x00000700, //BANKCON0
0x00000700, //BANKCON1
0x00000700, //BANKCON2
0x00000700, //BANKCON3
0x00000700, //BANKCON4
0x00000700, //BANKCON5
0x00018005, //BANKCON6
0x00018005, //BANKCON7
0x008C07A3, //REFRESH
0x000000B1, //BANKSIZE
0x00000030, //MRSRB6
0x00000030, //MRSRB7
};
int i = 0;
volatile unsigned long *p = (volatile unsigned long *)MEM_CTL_BASE;
for(; i < 13; i++)
p[i] = mem_cfg_val[i];
}

/*
* 将第二部分代码复制到SDRAM
*/
void copy_2th_to_sdram(void)
{
unsigned int *pdwSrc = (unsigned int *)2048;
unsigned int *pdwDest = (unsigned int *)0x30004000;

while (pdwSrc < (unsigned int *)4096)
{
*pdwDest = *pdwSrc;
pdwDest++;
pdwSrc++;
}
}

/*
* 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;
}
}

/*
* 启动MMU
*/
void mmu_init(void)
{
unsigned long ttb = 0x30000000;

__asm__(
"mov r0, #0\n"
"mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0\n" /* 使无效ICaches和DCaches */

"mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4\n" /* drain write buffer on v4 */
"mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0\n" /* 使无效指令、数据TLB */

"mov r4, %0\n" /* r4 = 页表基址 */
"mcr p15, 0, r4, c2, c0, 0\n" /* 设置页表基址寄存器 */

"mvn r0, #0\n"
"mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0\n" /* 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, 0\n" /* 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, #0x3000\n" /* ..11 .... .... .... 清除V、I位 */
"bic r0, r0, #0x0300\n" /* .... ..11 .... .... 清除R、S位 */
"bic r0, r0, #0x0087\n" /* .... .... 1... .111 清除B/C/A/M */

/*
* 设置需要的位
*/
"orr r0, r0, #0x0002\n" /* .... .... .... ..1. 开启对齐检查 */
"orr r0, r0, #0x0004\n" /* .... .... .... .1.. 开启DCaches */
"orr r0, r0, #0x1000\n" /* ...1 .... .... .... 开启ICaches */
"orr r0, r0, #0x0001\n" /* .... .... .... ...1 使能MMU */

"mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0\n" /* 将修改的值写入控制寄存器 */
: /* 无输出 */
: "r" (ttb) );
}


leds.c

/*
* leds.c: 循环点亮4个LED
* 属于第二部分程序,此时MMU已开启,使用虚拟地址
*/

#define GPBCON (*(volatile unsigned long *)0xA0000010) // 物理地址0x56000010
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *)0xA0000014) // 物理地址0x56000014

#define GPB5_out (1<<(5*2))
#define GPB6_out (1<<(6*2))
#define GPB7_out (1<<(7*2))
#define GPB8_out (1<<(8*2))

/*
* wait函数加上“static inline”是有原因的,
* 这样可以使得编译leds.c时,wait嵌入main中,编译结果中只有main一个函数。
* 于是在连接时,main函数的地址就是由连接文件指定的运行时装载地址。
* 而连接文件mmu.lds中,指定了leds.o的运行时装载地址为0xB4004000,
* 这样,head.S中的“ldr pc, =0xB4004000”就是跳去执行main函数。
*/
static inline void wait(unsigned long dly)
{
for(; dly > 0; dly--);
}

int main(void)
{
unsigned long i = 0;

while(1){
wait(3000000);

GPBDAT = (~(i<<5)); // 根据i的值,点亮LED1-4
if(++i == 16)
i = 0;


}
return 0;
}

上电后效果竟然是4个灯同时长亮
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xiaobao 2013-07-15
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楼主你好: 如果使用的是百问网精智JZ2440开发板的话有二个问题 1.led GPIO管脚设置错误,请查看原理图 2.leds.c中未将led GPIO管脚设置为输出状态。 以下是参考代码: /* * leds.c: 循环点亮4个LED * 属于第二部分程序,此时MMU已开启,使用虚拟地址 */ #define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0xA0000050) // 物理地址0x56000050 #define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0xA0000054) // 物理地址0x56000054 #define GPF4_out (1<<(4*2)) #define GPF5_out (1<<(5*2)) #define GPF6_out (1<<(6*2)) /* * wait函数加上“static inline”是有原因的, * 这样可以使得编译leds.c时,wait嵌入main中,编译结果中只有main一个函数。 * 于是在连接时,main函数的地址就是由连接文件指定的运行时装载地址。 * 而连接文件mmu.lds中,指定了leds.o的运行时装载地址为0xB4004000, * 这样,head.S中的“ldr pc, =0xB4004000”就是跳去执行main函数。 */ static inline void wait(unsigned long dly) { for(; dly > 0; dly--); } int main(void) { unsigned long i = 0; GPFCON = GPF4_out|GPF5_out|GPF6_out; // 将LED1,2,4对应的GPF4/5/6三个引脚设为输出 while(1){ wait(30000); GPFDAT = (~(i<<4)); // 根据i的值,点亮LED1,2,4 if(++i == 8) i = 0; } return 0; }
xinbufengxing 2013-03-13
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wait(3000000);改为wait(30000); 要下到nand flash里,nand flash 启动。
【课程简介】本课程是《Armv8/Armv9架构从入门到精通 第二期》中的第四章。建议购买大课程。本课程以为armv8-aarch64、armv9为基准,不涉及armv7及其以前的版本,也不涉及aarch32。本课程包含但不限于以下内容MMU的基础学习:啥是MMU?工作原理?MMU和cache之间的关系?及其怎样相互影响的?哪些是MMU硬件自动的行为?哪些是软件可配置的行为?地址空间基础:啥是虚拟地址空间?啥是物理地址空间?啥时memory-map? 代码程序中的虚拟地址空间是怎样的?arm core硬件决定的物理地址空间是怎样的?SOC memory-map时的地址空间是怎样的?具体的外设又是怎样的地址空间?Translation Regime:系统里有多少个MMU?系统里有多少个Translation Regime?他们之间的关系是怎样的?页表翻译:MMU是怎样翻译的?页表有几级?这些信息是怎么告诉MMU的,MMU又是怎样工作的,软件又需要怎样设计?stage1和stage2的区别和使用?Descriptor:啥是Descriptor、页表项、entry、条目、页表条目? Descriptor的格式是怎样的?每一个属性位是怎样的?MMU除了完成地址转换,属性权限的控制/cache的缓存策略是怎样配置的?optee中使用MMU的示例MMU深度思考篇:开启MMU瞬间可能出现的问题以及多种常用的解决方案。注意这里提到的是多种方案,绝大多数人只知道第一种,除此之外还有没有其它的设计方式? MMU关闭时cache的缓存策略会怎样?【思考】01、一个大系统中有多少个MMU ?02、一个ARM Core中有多少个Translation regime?03、EL1&0 Translation regime Stage2、EL2 Translation regime stage1、EL2&0 Translation regime stage1 这三者的区别是什么?04、TTBR1_EL2寄存器有啥特殊性,这个寄存器是给谁使用的?05、有没有TTBR1_EL3寄存器?为什么?06、什么是memory-map? 一个ARM的系统中,有几套物理地址空间?07、页表到底有几级? 页表最少可以有几级?页表最多可以有几级?08、页表有多大? 页表存放在哪里?页表由谁来管理?09、页表是否能放在cache中?10、什么是Translation Table walk? 什么是TLB?11、请简述页表查询的过程?12、在一个大系统中,物理地址是多少位的? 物理地址是多少位指的是什么?虚拟地址又是多少位的? 物理地址的位数和虚拟地址的位数都是由谁来决定的?13、请说明entry、descriptor、页表项、条目 这个四个词汇的由来?14、TCR中有缓存属性和共享属性、页表的entry中也有缓存属性和共享属性,这俩有什么区别?15、请简述TTBR0和TTBR1的概念和意义?16、请简述cacheability和shareability属性的含义?17、stage1和stage2有何区别?18、stage1和stage2的descriptor中,有很多重复的属性,当两者属性有冲突了怎么办?19、L1、L2、L2的descriptor中也有部分相同的属性,重复时怎么办?20、Descriptor的格式有哪几种?21、Descriptor的类型有哪几种?22、简述您所观察到的系统软件中(操作系统或hypervisor)的shareability和cacheability一般都是怎样配置的?23、开启一个MMU的步骤是怎样的?24、啥是flat map? 啥是full level table?25、页表中的AF属性位、DBM属性位分别是干啥的?26、页表中的nG属性位是干啥的?27、页表中的Contiguous属性位是干啥的?28、在开启MMU的瞬间会考虑哪些事情?【课程目录】当前21节课,6.8小时

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