u-boot分析（五）----I/D cache失效|关闭MMU和cache|关闭看门狗

u-boot分析（五）

　　上篇博文我们按照210的启动流程，对u-boot启动中的设置异常向量表，设置SVC模式进行了分析，今天我们继续按照u-boot的启动流程对以下内容进行分析。

今天我们会用到的文档：

1. Arm9内核手册：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358867
2. Arm11内核手册：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358877
3. Arm a8内核手册：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358893
4. 2440芯片手册：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358949
5. 6410芯片手册：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358965
6. 210芯片手册：S5PV210_UM_REV1.1（我的不知道为什么传不上去大家去百度搜吧）

今天我们将会分析以下内容：

1.      让L1的I/D cache失效

2.      关闭MMU和cache

3.      关闭看门狗

l  让L1的I/D cache失效

1.       什么是cache

Cache 是位于 CPU与主存储器DRAM之间的少量超高速静态存储器 SRAM（static RAM），其是为了解决 CPU 与主存之间速度匹配问题而设置的。

Cache又分为I-cache（用来存指令）和D-cache（用来存数据）

2.       为什么要让cache失效

我们在使用cache的时候要经过一系列的配置，在没配置之前是不能使用的。所以我们要关闭cache，但是在关闭cache之前cache里面可能已经有数据了，为了不影响我们的代码，所以要先让其失效，在进行关闭。

3.       怎么让cache失效

根据A8内核手册中的3.2.1Register allocation一节我们找到了其对CP15协处理器的寄存器的简介，我们仔细阅读其对所有寄存器的说明可以找到下面的表

那么怎么去设置这个寄存器呢，我们稍微看看文档就会发现下面东西

所以我们让cache失效的代码就很简单了，通过下面的指令就可以让cache失效了。

 mcr p15, , r0, c7, c5, //让cache失效

注：在u-boot中这一部分代码还失效了别的东西，我们这里就不关注了。

l  关闭MMU和cache

1.       什么是MMU：

MMU就是负责虚拟地址（virtual address）转化成物理地址（physical address）。

在这里肯定有人跟我一样的疑惑，既然有物理地址我们访问的时候访问物理地址不就完事了吗？为什么要有虚拟地址的存在，然后还要加个专门的硬件去转换，这就是多此一举吗？

其实加入了虚拟地址后有下面两个作用

1)        虚拟内存：有了虚拟内存，可以在处理器上运行比实际物理内存大的应用程序。

2)        内存保护：根据需要对特定的内存区块的访问进行保护，通过这一功能，我们可以将特定的内存块设置成只读、只写或是可同时读写。

2.       为什要关闭MMU

跟cache的原因一样，在使用MMU之前要进行一系列的初始化，并且过程比较复杂，现在用不到所以要关闭它。

3.       怎么关闭MMU

同样在刚才的寄存器列表中我们可以找到一个Control Register 我们重点关注一下它的下面几个位

从上图我们可以看到，我们只要将这个寄存器的0、2、12、位设置为零就可以关闭我们的cache和MMU了。

那么如何设置呢，我们稍微往下找找就可以找到

我们先要将里面的数据读出来，经过处理后在写入。所以就不难理解u-boot的代码了

             mrc p15, , r0, c1, c0, 

             bic  r0, r0, #0x00002000   @ clear bits  (--V-)

             bic  r0, r0, #0x00000007   @ clear bits : (-CAM)

             orr r0, r0, #0x00000002   @ set bit  (--A-) Align

             orr r0, r0, #0x00000800   @ set bit  (Z---) BTB

            #ifdef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF

             bic  r0, r0, #0x00001000   @ clear bit  (I) I-cache

 #else

             orr r0, r0, #0x00001000   @ set bit  (I) I-cache

 #endif

             mcr p15, , r0, c1, c0, 

注：我们重点关注我们刚才提到的几个是不是为零即可

接着流程往下，我们应该是检查reset状态和恢复IO引脚为默认值了，由于这两部分不是很重要的初始化，所以我们在此就跳过了，在往下就应该到关闭看门狗了

l  关闭看门狗

1.       什么是看门狗

看门狗的用途是使微控制器在进入错误状态后（死机）的一定时间内复位。当看门狗使能时，如果用户程序没有在周期时间内喂狗（重装），看门狗会产生一个系统复位。

2.       看门狗原理解析

我们在每个芯片的芯片手册中都可以找到下图：

1)        PCLK经过预分频器以及选择器以后会产生看门狗时钟，然后通过计数逻辑模块，开始计数。

2)        WTDAT是预先存放的计数初值，WTCNT是减量计数模块，当WTCNT从WTDAT的值减到0的时候，如果还没有更新WTDAT，则认为没有喂狗，系统死机。

3)        发出reset  信号，强制系统重启

3.       为什么要关看门狗

1)        要一直喂狗麻烦

2)        普遍认为bootloader代码较少，不需要看门狗。

4.       怎么关闭看门狗

在芯片手册中我们可以轻松的找到WTCON寄存器

通过上面寄存器的介绍，我们可以知道向其最低位写入0可关闭，其复位，想第二位写入0可关闭中断，索性我们之间写入0就完事，所以也就不难理解u-boot中的代码了

 /* Disable Watchdog */

       ldr  r0, =ELFIN_WATCHDOG_BASE /* 0xE2700000 */

       mov     r1, #

        str  r1, [r0]