【笔记】ARM裸机程序开发_part1

今天药忘吃喽~ 2022-06-02 01:15 554阅读 0赞

ARM裸机开发的一些基础知识，基于x210开发板  
课没有认真听完，也没接触过裸机的项目可供上传，但是了解一下总是好的=v=

授课老师：朱有鹏  
听课辣鸡：宕机酱

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ARM裸机开发

一、ARM必须知道的事

1.1ARM的几种版本号  
三个描述方法

ARM内核版本号 armv7  
ARM SoC版本号 cortex-A8  
芯片型号 S5PV210

1.3 SoC与CPU——我们现在所用的称为“CPU”的，其实都是SoC

外设 peripheral 包括GPIO串口等等等等

CPU是在一个PCB上的板级系统 走线连接 board  
SoC是半导体发展继承的芯片级系统 内部总线 chip  
总线的效率要比PCB上的外接走线快很多！  
未来的趋势：单芯片

1.8单片机和嵌入式  
单片机：就业在两年后达到瓶颈，6K-8K。学习路线短，活儿的产品很简单。  
嵌入式：嵌入式可以走一辈子，薪资多年后能达到瓶颈，12K-15K。薪资差异比较大  
单片机操控USB、单片机操控网卡，这都是扯淡的。现在上网都经过操作系统，借用网络协议栈。因为这都是现成的。  
不要学听起来很牛逼，学完了没屁用的知识，嵌入式裸机教程是完全够用的

1.9交叉编译  
交叉编译工具链。一般说的编译器是一个系列，实际上只有gcc是编译器，不包括GDB等  
交叉编译：低性能设备需要在高性能设备上编译。如安卓手机本身不能写程序一样。包括裸机程序、系统级程序和应用级程序

1.10 程序在SoC运行  
Flash相当于冰箱、仓库，充当存储器的作用  
DDR相当于案板，即是工作台面，程序运行在这里  
CPU由三部分组成：寄存器、运算器、控制器

将内容“137”放到&0x0007的方法：  
1、地址总线传7  
2、命令总线传“写入”权限  
3、数据总线传137

实际上使用char去节省空间意义不大。因为一次处理还是32位的，这是地址总线所决定的  
总线的速度决定CPU和外设交互的速度。  
32位的单片机最多扩展到4G。32位是指数据总线，4G说的是32位地址总线  
地址总线和数据总线可以不一样。代表：51单片机

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二、ARM体系结构与汇编指令

2.1可编程器件的编程原理

电子器件的发展方向：  
模拟器件 -> 数字器件  
ASIC -> 可编程器件

2.2指令集  
汇编的好处：  
编程效率最高，比如移位操作等。用很多次、很频繁的操作比如中断就可以用汇编嵌入到C中处理。

程序语言的发展历程  
低级语言：汇编，更接近机器的思维 就是1010101110这样指令的替代，机器语言的助记符。  
CPU有自己不同设计的汇编指令集，移植到另一个CPU上要完全重写！  
C 移植性好，到时候只需要Intel/ARM等不同的编译器，代码可以重复使用  
C++ C语言还是很麻烦，实现面向对象先天不足。程序大而复杂就需要C++（30万以上吧）  
高级语言：JAVA、C\#，更接近人的思维  
C++还是太难了……这么说是因为当今程序员门槛又变低了  
脚本语言 还不够简单，程序员已经变得弱智了。。。1脚本语言 = 10Java =20C++ = 100C = 1000汇编语言（举例）

编程语言是发展的产物，每个语言都具有生命力。

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2.3RISC 和 CISC的区别

CISC 复杂指令集  
理念：用最少的指令集完成任务。如乘法MUL、乘加…CISC的CPU设计复杂。但容易设计编译器。  
程序员本身不需要动太多脑子，设计CPU的时候就给程序员做好了，遇到哪个问题用哪个指令（200+个）  
电路做的非常复杂，功耗也随之增大  
Intel在使用

RISC 精简指令集  
灵活，常用的就20-30个。学的非常快  
ARM使用

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2.7S5PV210的内存映射

ROM 只读存储器  
RAM 随机存取存储器  
IROM 内部ROM  
IRAM 内部RAM  
SRAM 静态RAM，小 优点是不需要软件初始化，直接上电就可以使用  
单片机：内存需求小，而且希望开发尽量简单所以全部用SRAM  
DRAM 动态RAM，大 缺点是需要上电后初始化  
PC机：内存需求量大，不在乎DRAM的初始化开销，适合全部用DRAM  
嵌入式系统：内存需求大，而且没有NorFlash等可启动介质  
memoryMAP未来会经常去查这个表，要注意

内存映射基本就是地址映射，叫法不同而已  
我们写硬盘（ROM）不是通过地址总线去读写，而是通过特定IO接口去访问。RAM是通过地址总线  
随机访问 比如访问第500个字节，就直接去访问了  
顺序访问 访问从头开始 FLASH  
IROM 、IRAM 内部ROM、内部RAM，集成到了SoC  
NAND 即是NANDFLASH  
SFR 特殊功能寄存器 外设的接口  
S5PV210理论上最多4G内存，实际上只有1.5G。如果CPU的档次使用最多1G，那么配置1.5G就足够了，配多了也没用

SROM\_BANK 后面网卡会用到，以后再说了

三星的CPU有一个非常标志性的设计：内存中IRAM&IROM是映射的。 在memory中有两个IRAM/IROM，实际上只有一个  
另一个（0x0起始）是镜像（必要时查数据手册），并非真的重复。像是有两个门，地址不一样实际进的都是一个地方

IROM存放代码  
IRAM存放数据  
中间隔开了一层Not Aviliable 是为了防止代码段溢出，导致数据被冲了，也就是防止越界。最安全，真是煞费苦心

DRAM0 地址： 0x2000 0000 — 0x3FFF FFFF  
DRAM1 地址： 0x4000 0000 — 0x7FFF FFFF

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2.8CPU和外部存储器的接口

内存：SRAM DRAM DDR  
外存：ROM（NANDFLASH iNAND SSD U盘）

设备连接方式 ：  
1、总线连接。RAM和CPU是这样连接的，因为需要直接地址访问，利用地址总线、数据总线。  
好处：直接访问、随机访问 坏处：占用CPU地址空间，大小受限  
2、非总线连接。外存和CPU是通过外存接口来连接的  
好处：不占用CPU地址空间 坏处：比如总线式反应快

外存分为两大类：一种是FLASH，一种是硬盘  
FLASH：是一种电学设备  
NorFlash 特点：可以总线式访问，也就是可以接到地址空间来（一般接SROM\_BANK）  
一般专门用来启动。很多年前嵌入式设备都要NorFlash启动，但是比较贵，可靠  
NandFlash 特点：通过时序去访问。最初是不支持NandFlash去启动，后来就可以了，廉价易出问题  
三星公司首创了用NandFlash启动设备。  
分为SLC和MLC SLC问题少，存储小 MLC不稳定，容易出现坏块，容量大。  
eMMC/iNand  
SSD  
SD卡/TF卡/MMC卡：都是SD卡，SD卡的标准很多，不需要太纠结。  
硬盘：是一种机械设备，通过磁存储，容量比较大

将来的趋势就是都用FLASH，因为FLASH速度快体积小，造价也会慢慢变低  
目前的 嵌入式设备全部是使用FLASH的

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2.9 S5PV210的 启动过程

【S5PV210的 启动过程】  
第一步：上电后先从IROM读取到预先设置的代码，执行，做基本的系统初始化  
//但初始化不了外接的DRAM，因为三星不知道是什么样的DRAM。  
//这里的预先设置的代码就是 【BL0】  
第二步：使用IROM的代码（64KB BL0）根据OM\_PIN选择启动方式，读取启动代码到SRAM  
第三步：执行启动代码，初始化Nand、DRAM、板卡、从Nand调取OS到DRAM运行，启动结束

这个启动过程对，但是有些问题，我们的SRAM应该只有96KB，但是UBOOT至少也要100+KB  
这样一来不就不能启动了吗？所以210设计的要比上述过程复杂一点点

【关键是第二步】  
第二步：读取启动代码到SRAM，关键是读取多少  
先读取第一部分启动代码：BL1，大小为16Kb，初始化NandFlash  
然后是BL2，初始化DRAM，执行操作系统

关于BL1和BL2：两者是协同工作的  
BL1负责初始化DRAM和NandFlash，然后将BL2读取到

做单片机不需要硬件初始化，因为用的都是硬件上电就能用的东西。（很小容量NorFlash+SRAM）  
PC机： BIOS(NOR)+NAND  
嵌入式系统： NAND+DRAM+SoC内置的SRAM （NOR很贵 于是不用）  
(没有SRAM那么前两者全部都启动不起来)

S5pv210 ：内置了96KB大小的IRAM(内置SRAM)+64KB大小的IROM(NorFlash)

iRAM —> BL1 –>BL2 –> DRAM  
从iRAM调取的代码，执行BL1，BL2

到uboot会依次实现这些步骤，是iROM\_Application…整张图的实现过程

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2.10  
一般的SOC只支持一种启动方式，但X210有两次，分为1st boot,2nd boot  
2nd boot相当于备用的启动，所有的备用通道都是SD2通道。  
正常是SD0启动的，但第一次启动如果失败，那么就会尝试从SD2通道启动

设计IRAM/ IROM的原因：为了支持多种外部设备启动设备。

使用IROM启动的好处：  
1、降低成本，少了一颗NorFlash，不用BIOS；  
2、其次 支持各种校验类型的Nand；  
3、量产方便，比如客户要刷机，拿SD卡一插就好了。

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2.11通过OMpin选择不同的启动方式

硬件手册和iROM\_application.pdf里面是有的

SD卡、Nand启动等  
开发板的拨码开关，在蜂鸣器的旁边，向板子里是vcc，外面是gnd，需要镊子  
具体参考他的课件吧  
eg：从SD0的eMMC启动 101100 \[om0到om5\] //预先烧录了andriod  
从SD2的eMMC启动，但如果SD0有系统允许启动，那么就会SD0启动，只有校验和（checksum）不通过的时候才会试图从SD2启动，也就是说SD0的出厂bootloader破坏掉才能从SD2启动。  
USB启动，1xxxx1

101100 SD  
101101 USB（优先级高于SD卡）

现在用JTAG、JLink调试已经不再普遍了，调试用USB，量产用SD

2.12 ARM的编程模式和7种工作模式

3种指令集：大部分ARM Core提供ARM/Thumb/Thumb2指令集  
Thumb (16bit) 每条指令16个位，是不健全的（比如一个异常处理事件要用两个16位指令）  
Thumb2 (16 & 32 bit)  
前辈的年代：ARM和THumb来回切换的年代  
朱的年代：ARM指令集，纯32位的年代，讲求效率，牺牲一些内存  
我们的年代：Thumb2是ARMv7之后才出来的产物，代表16和32加和的年代

Jazelle支持Java bytecode，为JAVA做了优化，支持java快速运行

ARM的7种工作模式  
非特权模式：  
\-User：大部分任务执行的模式

特权模式：  
异常模式：  
\-FIQ：快中断模式 Fast interrupt //中断  
\-IRQ：普通中断模式 //中断  
\-SVC：复位或软中断后进入该模式 Supervisor //引导内核的  
\-Abort：存取异常模式  
\-Undef：未定义指令  
系统模式：  
\-System：寄存器集和USER模式相同 //OS内核专用的

在做裸机实验的时候这是没有意义的  
区分这些模式是为了安全级别要求，设计多种模式是未了方便OS的多种角色安全等级需要。  
硬件和软件是互相考虑的关系，而不是对立的关系。ARM的CPU出来肯定是要跑操作系统的  
Linux诞生于1991年，设计出的操作系统肯定是接受前面OS的约束，从而让CPU的编程可以移植

2.13 ARM的37个寄存器详解  
37个通用寄存器，可以看做ARM CPU的特殊功能寄存器  
每一个特殊功能寄存器靠特定的地址进行访问  
通用型寄存器没有特定地址，每个通用寄存器有一个名字 ——”r0 - r15“

\[下图就是ARM所有的37个寄存器了\]

√当前可见寄存器(18个)  
r0 - r12  
r13 (sp) 堆栈指针。比如中断来了，需要保护程序上下文转到中断。堆栈是程序的工作现场，每种模式下都有不同的现场，万一中断的程序崩了，整个系统还能用（狡兔三窟么）  
r14 (lr ) 存储返回地址的。IRQ工作完回到User的时候，直接 BL lr 可以回到User模式。也可以做函数调用，所以每种模式下也都有lr  
r15 (pc) 程序计数器，当前程序执行到哪儿了，所以只有一个

cpsr    程序状态寄存器，记录CPU当前所处的状态
    spsr    用来保存cpsr的

备用寄存器（模式名是举个栗子用的，使用的时候和visble同名寄存器相互替换）  
User r13 - r14

FIQ r8 - r14 + spsr

IRQ r13 - r14 + spsr

SVC r13 - r14 + spsr

Undef r13 - r14 + spsr

名字重复：看处理器的模式了。  
ARM总共有37个寄存器 但是每种模式下最多看到18个寄存器！不同模式下的r13是不同的寄存器  
在每种特定模式下，只有一个r13是当前可见的，其他的r13必须切换到他的对应模式下才能看到。  
上述设计称为影子寄存器 （banked register）

[CPSR] 中断禁止位：
        -I =1：禁止IRQ     -F=1：禁止FIQ            NZCV条件位：（重要，平时是0，运算发生了什么就会置1）
        -N = Negative result from ALU //运算获得负结果     -Z = Zero result from ALU //运算得0     -C = ALU operation Carried out //进位标志位     -V = ALU operation oVerflowed //溢出

\[PC\_r15\]程序控制寄存器：也叫做程序指针  
非常重要的一个寄存器，想执行那一段代码就把指针放到那个地方。

ARM指令举例：  
BLE 若相等（上一句）跳转 // branch lr equal  
这里看是不是相等就是用的 Z位，我们不会直接接触他们。

2.14—ARM的异常处理方式

预料之中的异常：FIQ 、IRQ、 SVC （中断也是一种异常）  
预料之外的、真正的异常：Abort（收到干扰了/CPU不知所措了）、Undef

CPU是不知道什么时候中断的，对此完全无法预测。我们点鼠标对于写程序的人来说就是一个异常，他永远也不会预测到我们什么时候点鼠标从而发生中断。

处理机制：现场保护  
异常向量表  
所有CPU都有，是硬件决定的。是硬件向软件提供的处理异常的支持。  
当异常发生时，CPU会自动动作（PC跳转到异常向量处，处理异常）

异常发生时，  
1、拷贝CPSR到SPSR，  
2、设置CPSR（改变处理器状态至ARM状态，进入相应异常模式）  
3、保存返回地址到LR

返回时，  
1、通过SPSR至CPSR  
2、从LR恢复PC  
（上述操作只能在ARM态执行，Thumb指令不完整）

2.15ARM汇编指令与伪指令  
共同组成可执行程序，伪指令在编译后不生成机器码，是编译环境提供的，是一种工具

两种风格：  
ARM风格：多在win下IDE种出现 LDR R0,\[R1\]  
GNU风格：多在linux环境下使用 ldr r0,\[r1\]

指令不可能有很大差别。不同编译器的伪指令之间的差异非常大。  
我们的汇编都围绕GNU汇编，后面的工作都是在GNU下进行  
\[插\] Git:linux程序的衍生物，版本管理工具

LDR/STR架构 （load register/store register）  
ARM采用RISC架构，CPU本身是不能读取内存的，必须将内存的内容转入寄存器中才能处理  
\[ARM架构 中 CPU只能操作寄存器而不是内存\]  
ldr 指令将内存内容加载入通用寄存器  
str 指令将寄存器内容存入内存  
LDR/STR实现CPU与内存之间的数据交换

ARM的8种寻址方式(注意地址的寻址方式)

寄存器寻址 mov r1 , r2 //R1 = R2，通过寄存器找到寄存器  
立即寻址 mov r0 , \#0xFF00 //r0 = 0xff00;  
寄存器移位寻址 mov r0,r1, lsl \#3 //r1左移3位，把这个数赋值给r0（本例乘以8）  
寄存器间接寻址 ldr r1 , \[r2\] //\[r2\]表示内存，r2本身是一个地址，这类似指针  
//把内存地址里的值赋给r1（C的指针也是这么来的）  
基址变址寻址 ldr r1,\[r2,\#4\] //（r2+4）这个地址代表的内存  
多寄存器寻址 ldmia r1!,\{r2-r7,r12\} //一次访问7个寄存器，  
//r1是起始，依次往后访问，然后读出来放到后面的寄存器  
//ld就是load，加载的意思，加载肯定是从内存到寄存器  
//寄存器到寄存器不叫加载，而是mov  
//ld或者st的指令肯定一个是内存，另一个是寄存器  
//相当于一个r1数组，依次读出来丢到寄存器里去  
堆栈寻址 stmfd sp!,\{r2-r7,lr\} //不操作寄存器，而是操作堆栈的多寄存器寻址（道理同上）  
相对寻址 beq flag //以PC为参考，加一个偏移量。PC放要执行的程序代码  
//可以实现跳转多少个字节执行代码

标号“:”标号代表类似函数名的存在，c语言也是有标号的  
eg： b reset  
reset：  
语句/指令……

ARM汇编的指令后缀  
同一个指令加不同的后缀可以衍生出不同的指令族，常用的有  
B(byte) 功能不变，操作长度变为8位  
H(half word) 操作长度变为16位  
S(signed) 操作变为有符号  
以上三个后缀使用例如：ldr ldrb ldrsb ldrsh（一般是用ldr，即32位。个别情况下不能读某些位才用ldrb等）

S（s标志） 影响CPSR标志位（默认操作数是不会影响CPSR中的nzcv位的）  
如 mov movs  
举个例子：减法：5-5=0，默认z位是不会改变的  
mov r0，\#0 //r0=0，不会影响CPSR里面的位，因为没有s后缀  
movs r0，\#0 //r0最后的值为0，又有s标志，会影响CPSR里面的Z位，Z=1

ARM的条件执行后缀  
是ARM特有的一种特性。ARM的每一条指令都可以带一条条件执行后缀，决定当前指令执行，还是不执行  
eg： mov r0, r1 @r0 = r1  
moveq r0, r1 @若eq条件成立则执行mov r0, r1，不成立则不执行  
@类似于c语言 if(eq) \{r0 =r1;\}  
eq是前一句指令决定的。上一行代码eq成立，则执行moveq  
条件后缀决定本句代码是否执行，对前后代码是否执行无影响  
后缀名（助记符） 标志

eq（重要）Z=1相等equal  
ne（重要）Z=0unequal  
cs/hs（重要）C=1无符号数大于或等于  
cc/lo（重要）C=0  
miN=1负数minus/negative不应该简写成ne  
plN=0plus，非负数  
vsV=1溢出  
vcV=0  
hi（重要）C=1，Z=0  
lsC=0，Z=1  
geN=V有符号数大于或等于greater/equal  
ltN=!V有符号数小于less than  
gt（重要）N=V有符号数大于greater than  
leN=V  
AL无条件执行  
NV从不执行

以前讲过，nvcz四位记录着指令执行的结果，但不会直接用。现在知道了，包括在后缀名里

ARM的多级指令流水线：三级：取指-解码-执行  
流水线越多，运行速度就更快。但如果流水线被打断，那么回复过程就越复杂（例如CPU跳转，需要置空流水线，重新填充。CPU跳转是可以被预测的，ARM的CPU预测成功率有60%左右）  
ARM11为8级流水线，210使用13级流水线  
编程中的流水线：（以ARM状态举例，Thumb状态分别为pc,pc-2,pc-4）  
PC -> 指令 【pc所指的是正在被取指的指令，而不是被执行的指令】  
pc-4 -> 解码指令中用到的寄存器  
pc-8 ->执行 寄存器读，移位/ALU操作，寄存器写  
中断返回会遇到 ”-8“操作，以后会用到的喂！.

2.17ARM汇编数据处理指令  
算数传输指令 mov（move，两个\[寄存器，或是立即数\]之数据传递）  
寄存器寻址 mov r1 , r2 //R1 = R2，通过寄存器找到寄存器  
立即寻址 mov r0 , \#0xFF00 //r0 = 0xff00;

mvn（mvn是按位取反之后传递）

算数指令 add sub rsb adc sbc rsc  
逻辑指令 and orr eor  
bic（位清除指令）  
bic r0,r1,\#0x1f  
将r1中的数的bit0到bit4清零后，赋值给r0  
比较指令 cmp（比较两数是否相等）  
cmp r0,r1 //内部是sub r0,r1，但sub本身不能这么用，正确：sub r2,r0,r1  
//减出来的结果不要了，直接影响CPSR的标志位

cmn     //内部是add r0,r1，看两数是否为相反数
    
        tst     //测试某一位是否为0
        tst r0, #0x08   //测试bit3是否为0,下一句可以是：XXXNE ...
    
        teq     //测试等价，进行EOR，异或
        teq{条件}   op1，op2

【注意：比较指令不需+s就可以影响CPSR标志位】  
乘法指令 mul mla umull umlal smull smlal  
前导零计数 clz

移位指令  
LSL 逻辑左移  
LSR 逻辑右移  
ASL 算术左移  
ASR 算术右移  
ROR 循环右移

CPSR访问指令  
不能用mov去读写它，比较敏感所以专门去设定了指令  
mrs：用来读cpsr/spsr  
mrs r0,cpsr

msr：用来写cpsr/spsr  
msr cpsr,r0

eg：

mrs     r0, cpsr
    bic     r0, r0, #0x1f
    orr r0, r0, #0xd3
    msr cpsr,r0
    //set CPU to SVC32 mode and     FIQ & IRQ Disabled(仔细揣摩一下)
    
    msr cpsr_c, #0xd3
    //cpsr_c指的是cpsr中的某控制位，而不影响其他位，具体看cpsr的详细资料。

ARM跳转指令  
执行子函数、中断等等  
b branch 直接跳转  
bl branch and link 跳转前把返回地址放入lr寄存器以便返回，用于函数调用返回  
bx 跳转同时切换到ARM模式，用于异常处理的跳转（现在基本不用）

ARM访问内存指令  
ldr读  
str写  
多字批量访问：ldm/stm m:multiple 一次读取16个内存内容放到4个寄存器  
内存和寄存器互换指令：swp 一边读一边写  
swp r1, r2 ,\[r0\] c: r1 = \*r0 r0 = r2 互相转了一下，做交换  
swp r1, r1 ,\[r0\] 一条指令完成r1和\[r0\]内容交换

ARM中的立即数  
合法立即数：立即数的数量是有限的，满足数量限制而且 任意移位后非零部分可以用8位表示  
合法立即数举例： 0xff 0x00ff0000也合法，移位之后可以用8位表示  
非法立即数： 0xf000000f

软中断指令  
swi software interrupt  
实现操作系统中系统调用

2.18 ARM汇编与协处理器指令  
opcode：操作数  
rd：通用寄存器

mcr 读取cp15 cp就是协处理器的意思：coproccessor  
mrc 写cp15

协处理器：用来协助主处理器来处理的。是SoC另一处理核心。ARM支持多达16个协处理器，但一般只实现一个  
这一个即是cp15  
协处理器与MMU、cache、TLB有关。比如MMU启动，清除cache等

示例代码：

mcr {<cond>}  p15 ,0 , {<crn>}, {<crm>}, <opcode>   主要是用来控制c1的
    mrc p15, 0（恒定）, r0, c1, c0, 0       //将cp15的寄存器c1的值读到r0中
    bic r0, r0, #0x00002000 @clear bits 13 (--V-)
    bic r0, r0, #0x00000007 @clear bits 0,1,2 (-CAM),禁止MMU或PU，禁止对齐检查、禁止cache
    orr r0, r0, #0x00000002 @set bit 1（--A-）使能地址对齐检查，是不是4字节对齐
    orr r0, r0, #0x00000800 @set bit 11（Z===）使能跳转预测指令，与流水线是有关的 
    mcr p15, 0（恒定）, r0, c1, c0, 0       //将r0的值写到cp15的寄存器c1

再举例：打开MMU

mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
    orr r0, r0, #0x01; 
    mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0

之后的地址全部当做虚拟地址映射了，这部分以后再说了嘿！

三星原厂的代码也是很多错误的，在此时发现了一个bug喂  
这些地方是不需要自己去搞的很明白的，业界接触的机会不多，除非原厂设计或者问题非常诡谲

cpu里面的寄存器都是r0,r1,r2  
协处理器里面的寄存器以c开头：c0,c1,c2  
~~~~查找：arm cp15

2.19 ldm/stm指令批处理和栈  
可以看成并行的多个ldr/str，为了提高访问大量数据的效率  
ldm（load regisrer multiple）

举例 from uboot

stmia sp , {
       r0 - r12}       @ia：每次传送后地址+4，即一个寄存器，32位    increase after
                @ib：先地址+4然后再传送          increase before
                @Save user registers。从r0-r12写到sp指向的内存处
                @过程：r0存入sp指向内存（假设0x30001000），地址+4，将r1存入（0x30001004）……直到r12存入
                @理解：空增栈

关于ia系列其他后缀：  
da  
db decrease  
四种堆栈：  
fd full decrease 满递减堆栈  
ed empty decrease 空递减堆栈  
fa full add 满递减堆栈  
ea empty add 空递增堆栈

堆栈的概念：堆栈是大家这么认为的，最早期的时候胡乱翻译造成的。堆栈其实就是栈  
空栈：栈指针指向空位，每次存入可以直接存入并且向后一格(+4)，取出时需要先移动才可以取出  
满栈：由于sp指向的是最后一个元素，不能直接存，不然把最后一位冲掉了，所以需要先移动一格然后再存入  
增栈：栈指针移动时向地址增加的方向 0x00 to 0x04  
减栈：栈指针移动时向地址减小的方向 0x08 to 0x04

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三、开发板、原理图和数据手册  
–Attention: OTG-USB3.0 UART左 - USB2.0↑  
开发板刷机  
0、前置工作：安装串口监视器secureCRT、绿联 USBto串口驱动

1、清除inand原有的bootloader试图从SD2启动  
UserManual 的x210v3开发板SD卡烧写教程。  
进入android系统控制台，打开SecureCRT连接device串口，开始进行监视。开机后，显示开机信息  
执行如下指令：

busybox dd if=/dev/zero of=/dev/block/mmcblk0 bs=512 seek=1 count=1 conv=sync  
sync  
回执显示; 1+0record in;1+0recode out;证明成功

dd命令：是用来读写磁盘的指令 if=input file of=output file

破坏的是磁盘的第一个扇区，自然会启动andriod失败，从而试图从SD2启动  
此时SD2缺少启动代码，启动失败（CheckSum ERROR）

2、SD卡烧写：x210Fusing Tools，烧写uboot\_iNand.bin文件  
插入SD卡，打开解压好的 x210Fusing Tools  
打开image文件夹，选择uboot\_iNand.bin，大小大概为300K，START。  
取出SD卡，就可以把SD塞到板子里，现在可以进入uboot（3210那个倒计时）

开机后会开始倒数，3,2,1.如果没按回车键，uboot会自动启动。终止启动进入uboot模式

3、fastboot（开始前需要连接USB线 ）  
在磁盘根目录下创建配置fastboot文件夹，在 /\#210（secureCRT下 uboot模式下），输入fastboot指令  
secureCRT下 进入\#210，fastboot，进fastboot模式  
运行cmd  
cmd下：  
d:  
dir // = linux ls  
cd fastboot //进入D:/fastboot 文件夹，才能使用cmd下fastboot系列指令

先 fastboot devices看看在不在

fastboot flash bootloader linuxqt4.8/uboot\_inand.bin 烧uboot  
fastboot flash kernel linuxqt4.8/zImage-qt 烧linux kernel  
fastboot flash system linuxqt4.8/rootfs\_qt4.ext3 烧android rom，也就是操作系统

fastboot flash \[分区\] \[目录/文件\] 这里的分区有6个，进去fastboot 的时候会说

烧写完成后就可以重启了。  
方法一：reset  
方法二：拔电源  
方法三：（专业方法）cmd下输入指令 fastboot reboot

SD卡刷机较为简单，DNW刷机较为困难

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3.8原理图导读

》———— 《————  
网络，同名网络实际上是相互连接的

CPU原理图有好多张，其实都是s5pv210，因为有三五百个引脚，区分成模块就比较好看

若要知道s5pv210【原理图】上某个模块的引脚怎么使用怎么编程，就要去查【数据手册】，再看【CPU里面的定义】  
看英文的数据手册这个是躲不过的QAQ

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3.9 dnw烧机（不一定需要，SD卡能用就用SD卡）

这个过程参考光盘X210\_dnw刷机.txt，九鼎官方所写。  
通过usb直接到iROM中运行。  
两个刷机文件：x210\_usb.bin uboot.bin

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3.10 Linux下dd命令刷机

1、SD卡连接入linux  
注意：一个SD卡或者U盘是不能同时连接进windows和linux中的  
需要在VMware，“虚拟机→可移动设备“菜单中，点选我们要连接的移动设备。  
插入SD卡之后，在linux的 ls /dev/sd\*命令后查看SD卡设备  
我们的SD卡是sdb（自己有时候是mmcblk0）

2、刷卡  
用SecureCRT将nand\_fusing.sh放到linux下，这是个刷卡用的脚本  
./nand\_fusing.sh /dev/sdb

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12.1 I2C  
I2C： 物理结构非常简单，只有两根线。SCL+SDA  
SCL是时钟线，传输CLK信号，一般是I2C的主设备向从属设备提供时钟的通道  
（serial clock 串行时钟）

SDA是数据线，通信数据通过SDA传输
    （serial data    串行数据）

通信特征：串行、同步、非差分、低速率  
同步：工作在同一个时钟。一般是方通过一根CLK信号线传输A自己的时钟给B，B在A传输的时钟下工作  
同步通信的显著特征就是有CLK线  
非差分：即是电平信号。只有高速的通信（如USB）才会使用差分信号抗干扰。通信双方距离近，干扰本来就少  
低速率：I2C一般是用一个板子上两个IC之间的通信，用来传输的数据量不大，一般只有几百K/s

每个I2C设备都有一个从地址，该地址是唯一的，是设备本身固有的设备，在通信中通过地址来甄别各个I2C设备。

电平通信：绝对的电压是没有意的，电压差是真正的意义。电平信号的传输线中有一个参考电平线（一般是GND）  
容易受到干扰，届时传输失败  
8位二进制并行通信时：需要9根线（1参考GND+8数据线）  
差分信号：也是两条线，但是没有1和0，通过高电平减去其对称的低电平（详情1.7.1 37分钟），可能有9V-0.6V  
最显著的特征就是抗干扰能力比较强，传输质量比较稳定，现代通信一般使用差分信号，电平信号很少。  
而且电压整体上移或者下移没有影响。  
8位二进制并行通信时：需要16根线（8x2数据线）

串行通信和并行通信：看起来并行通信快一些，但是串行通信才是王道，因为省信号线，速度可以由通讯提高。

经过发展，最终胜出的通信：异步、串行、差分（USB和网络）

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十四、LCD显示器

14.1显示器  
LED：特点是背光强、廉价，多用于街道显示屏  
OLED：新型的显示器件，用于穿戴设备，很可能成为下一代主流显示器  
LCD液晶显示器：目前的主流显示器，轻小且薄。在电的驱动下选择，从而改变其透光性，背后加一个白光即在面显示颜色。  
电阻屏：早期触摸屏手机的配备输入输出设备，已经淘汰。  
共阴极射线管（CRT显示器）：大屁股电视电脑，日本掌握其核心科技，已经淘汰  
等离子显示器：10年前后风行的数字电视技术

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十五、触摸屏

15.1输入设备简介  
IO:input/output 输入输出，计算机 与 外部设备的交互接口  
触摸屏和显示屏的区别：两者一般放在一起。其实我们的常说的触摸屏其实是两层的。一层用来显示（LCD），上面的是触摸屏  
LCD本身是显示图像的，触摸是没有效果的  
触摸屏是透明的一层屏幕，只是提供输入操作。制作工艺上要求透光性（>98%）  
LCD显示屏和触摸屏两者完全不同，是完全分开的。