u-boot_smdkv210 分析六：内存分配 - Efronc - 博客园
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1.内存分配图（引用网络图片）
2.u-boot映像的地址0并非指物理地址0，由不同的启动方式映射到不同的地址。例如v210是映射到0xD0000000处的irom。
3.TEXT_BASE等指向SDRAM的地址均为虚拟地址。
4.TEXT_BASE为顶层Makefile中定义的，例如三星官方BSP中定义的是0xC3E00000，它是程序实际的链接首地址。
5.SDRAM_BASE被MMU映射在0xC0000000。
6._end和__bss_start为链接脚本文件中最后定义的bss段，在链接时确定，并与u-boot映像编译在一起。
7.在bl1段运行时，u-boot映像被复制到TEXT_BASE开始的地址处。
8.&u-boot分配用户栈顶的代码为：&ldr&r0, _TEXT_BASE&&/* upper 128 KiB: relocated uboot&& */&&&&& 将0xc3e00000加载到r0&sub&r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN&/* malloc area&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& */&&&&& r0减去0x4000的malloc域&sub&r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& */&&&&& r0减去128字节的全局结构体#if defined(CONFIG_USE_IRQ)&sub&r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)&&&如果用户有使用IRQ，再减去2*4*1024的中断栈空间#endif&sub&sp, r0, #12&&/* leave 3 words for abort-stack&&& */&&&&& 为取址终止异常预留3个字空间后设置好用户sp1468人阅读
bootloader（49）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （此图是我个人画的不知道有哪些地方有问题，请提出宝贵意见&）
&&&&&&& &如果u-boot是从nandflash启动，硬件会自动把nandflash前0x1000Byte（即4KB）拷贝到&‘Steppingstone’中。&‘Steppingstone’有两个起始地址映射一个是0x0，另一个是0x。这时候PC跳转到0x0地址处，即&‘Steppingstone’起始位置处执行者4KB的代码。这段代码初始化了cpu模式和时钟等等，有必要说下这时候的堆栈初始化这时候sp指针直接指向了0x33f0fffC（即&STACK_BASE+STACK_SIZE-4），fp是0x0也就是‘Steppingstone’的起始地址，。
&&&&&&& 然后又将nandflash存储空间的起始0x0位置的到 0X60000 (#define LENGTH_UBOOT&&&0x60000)拷贝到0x33f80000（TEXT_BASE）。64MB的SDRAM是挂载到NGCS6上的，NGCS6的起始地址是0x,也就是说SDRAM的起始地址是0x，终止地址是0x.因为0x - 0x33f80000 = 0x80000 是大于u-boot的代码空间0x60000&(即LENGTH_UBOOT)，0x80000
- 0x60000 = 0x20000,就是说u-boot上的高地址部分有0x20000的空着。
&&&&&& 上面说的‘Steppingstone’中的哪4KB代码拷贝完了自己后并没有立即跳到0x33f80000这个位置去执行，而是接着初始化了SDRAM中的堆栈（这是第二次初始化堆栈了！），怎么初始化的呢？我们看看首先看sp =& _TEXT_BASE - CONFIG_SYS_MALLOC_LEN - CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE&& &/*& -(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)因为没有用到所以注释掉，这个u-boot没有用到中断&
*/& - 12（这个12是leave 3 words for abort-stack）= 0x33f80000 - (0x10000 + 0x4000) - 0x80 -& 0xc = 0x33f6bf74(sp 没有设置）。.rodata、.data、.got(这是什么？？先放着)、.u_boot_cmd、.bss区是在arch/arm/cpu/arm920t/u-boot.lds中定义的，貌似没有具体值，这些是在u-boot代码段后面，紧贴在0x33fe0000前面。
&&&&&& 在start_armboot中有这个数据结构指针：gd = (gd_t*)(_armboot_start - CONFIG_SYS_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t))，按上面的分析它在全局数据区（global_data）的顶部，这个指针指向的数据结构global_data如下：
typedef struct
global_data {
unsigned long
/* serial_init() was called */
unsigned long
/* Address
of Environment struct */
unsigned long
/* Checksum of Environment valid? */
unsigned long
/* base address of frame buffer */
#ifdef CONFIG_VFD
unsigned char
/* display type */
#ifdef CONFIG_FSL_ESDHC
unsigned long
unsigned long
/* CPU clock in Hz!
unsigned long
phys_size_t ram_
/* RAM size */
unsigned long
/* reset status register at boot */
/* jump table */
} gd_t;bd_info数据结构如下：typedef struct bd_info {
/* serial console baudrate */
unsigned long
bi_ip_ /* IP Address */
struct environment_s
bi_arch_ /* unique id for this board */
bi_boot_ /* where this board expects params */
/* RAM configuration */
bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];
global_data数据结构中的大小为24B + 28B = 52B，其中CONFIG_VFD和CONFIG_FSL_ESDHC没定义，全局数据区顶部放着52B。（没有确认）
下面我看到这个gd-&bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t))很困惑，岂不是把bd_info数据结构放到global_data结构前面去了？
参考知识库
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前章我们已经可以制作出用来启动的SD卡了，并将自己编译的UBOOT烧录到了SD卡中
这份UBOOT代码中的内存配置肯定和手头的开发板不一致，这里我们将搞清楚如何修改内存大小，并说清楚内存大小到底是如何计算的
一、关于内存大小的计算
1）硬件的型号，在飞凌的开发板中
128M内存 采用的是 K4X51163PC 可以看出来 这颗芯片是 总大小为512 bit 位宽 为16256M内存 采用的是 K4X1G163PC 可以看出来 这颗芯片是 总大小为1G& bit 位宽 为16
2）贴片数量2，都是用2DDR，来构成32位
3）查看DDR的芯片手册128M内存 总共有 4 个 BANK 行列地址线数量分别为 Row = 13 Col = 10256M内存 总共有 4 个 BANK 行列地址线数量分别为 Row = 14 Col = 10
4）以256M内存为例，内存大小的计算为
每个BANK的存储单元个数 = (2^Row)*(2^Col) = 2^(Row+Col)每个存储单元 可以存放 16 位 的数据 总容量 = 芯片个数 * 每个芯片的BANK数量 * 位宽 * 行地址线数量 * 列地址线数量 （这里的单位都是bit）&&&&&&&&&&& = 2*4*16*(2^14)*(2^10) = 2^(1+2+4+14+10)= 2^31 bit&
转换为 字节 2^28& 转换为兆 2^8 M = 256 M
这里需要说明的是 行列地址线的总数是 > 16 的，行列地址线在实际的使用过程中是分时复用的。
二、内存大小的修改
修改用来显示的内存大小
./include/configs/smdk6410.h:#define&PHYS_SDRAM_1_SIZE&&0x&&&&./include/configs/smdk6410.h:#define PHYS_SDRAM_1_SIZE
0x /* 256 MB */
修改CPU中对应的寄存器配置
《s3c6410_rev12.pdf》196页，5.5.4 MEMORY CONFIGURATION REGISTER
P1MEMCFG&&0x7E00100C&&R/W&&32-bit&DRAM&controller&memory&config&register&&0x01_0020&&P1MEMCFG
0x7E00100C
32-bit DRAM controller memory config register
Active&chips&&[22:21]&&&
00&=&1&chip&&&&
01&=&2&chips&&&&
10&=&Reserved&&&
11&=&Reserved&&&Active chips
00 = 1 chip
01 = 2 chips
10 = Reserved
11 = Reserved
这里我们是2片所以要选成 01
Row&bits&[5:3]&&
000&=&11&bits&&&&
001&=&12&bits&&&&
010&=&13&bits&&&&
011&=&14&bits&&&&
100&=&15&bits&&&&
101&=&16&bits&&&&Row bits [5:3]
000 = 11 bits
001 = 12 bits
010 = 13 bits
011 = 14 bits
100 = 15 bits
101 = 16 bits
Column&bits&&[2:0]&&&
000&=&8&bits&&&&
001&=&9&bits&&&&
010&=&10&bits&&&&
011&=&11&bits&&&&
100&=&12&bits&&&&Column bits
000 = 8 bits
001 = 9 bits
010 = 10 bits
011 = 11 bits
100 = 12 bits
以256M内存芯片的参数为例
《K4X1G163PC.pdf》芯片手册中描述如下：
32M&x16&BA0,BA1&A0&-&A13&A0&-&A9&&32M x16 BA0,BA1 A0 - A13 A0 - A9
这里我们需要将Row设置为011将Column设置为010
uboot代码中我们可以看到
./include/s3c6410.h:#define&ELFIN_DMC1_BASE&&&&&&&&&0x7e001000&&./include/s3c6410.h:#define ELFIN_DMC1_BASE
0x7e001000
./include/s3c6410.h:#define&INDEX_DMC_MEMORY_CFG&&&&(0x0C)&&./include/s3c6410.h:#define INDEX_DMC_MEMORY_CFG
./include/s3c6410.h:#define&DMC1_MEM_CFG&&&&&&&&&&&&0x&&./include/s3c6410.h:#define DMC1_MEM_CFG
实际上，如果通过读CPU的手册而将内存配置正确，是件挺困的事情，还好我们有很多可参考的代码，但我们需要弄清楚这些代码为什么要这样修改
修改行列地址线的配置
#define&DMC1_MEM_CFG&0x0001001A&&#define DMC1_MEM_CFG 0x0001001A
1A转换为二进制为，可以看到，是我们查到的Row，Column的寄存器配置的值
在有些代码中也修改了 #define DMC1_CHIP0_CFG&&0x150F8 这个寄存器的值，为 #define DMC1_CHIP0_CFG&&0x150F0翻遍了资料也不知道这个值是做什么用的，为什么要修改，所以我这里并没有修改这个值，也希望有经验的朋友能告诉我为什么。
修改UBOOT的自举地址
一般考虑修改UBOOT自举地址都会去修改 board/samsum/smdk6410/config.mk 中的 TEXT_BASE 的值，但这里不能做
网上下来资料看了下，目前大多数的s3c6410开发板都没有去修改UBOOT的自举地址，这里记录了下查找及修改的过程
cpu/s3c64xx/start.S&中看到&&
#ifdef&CONFIG_BOOT_MOVINAND &&
&&&&&&&&ldr&&&&&sp,&_TEXT_PHY_BASE&&
&&&&&&&&bl&&&&&&movi_bl2_copy&&
&&&&&&&&b&&&&&&&after_copy&&
#endif&&cpu/s3c64xx/start.S 中看到
#ifdef CONFIG_BOOT_MOVINAND
sp, _TEXT_PHY_BASE
movi_bl2_copy
after_copy
_TEXT_PHY_BASE:&&
&&&&&&&&.word&&&CFG_PHY_UBOOT_BASE&&_TEXT_PHY_BASE:
CFG_PHY_UBOOT_BASE
修改&include/configs/smdk6410.h&&
#define&CFG_MEMTEST_END&&&&&&&&&MEMORY_BASE_ADDRESS&+&0x7e00000&&&&&&&&&/*&128&MB&in&DRAM&&&&&&&*/ &&
#define&CFG_MEMTEST_END&&&&&&&&&MEMORY_BASE_ADDRESS&+&0xfe00000&&&&&&&&&/*&256&MB&in&DRAM&&&&&&&*/ &&
#ifdef&CONFIG_ENABLE_MMU &&
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&#define&CFG_UBOOT_BASE&0xcfe00000 &&
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&#define&CFG_UBOOT_BASE&0x5fe00000 &&
#define&CFG_PHY_UBOOT_BASE&MEMORY_BASE_ADDRESS&+&0XFE00000&&修改 include/configs/smdk6410.h
#define CFG_MEMTEST_END
MEMORY_BASE_ADDRESS + 0x7e00000
/* 128 MB in DRAM
#define CFG_MEMTEST_END
MEMORY_BASE_ADDRESS + 0xfe00000
/* 256 MB in DRAM
#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
// #define CFG_UBOOT_BASE
0xc7e00000
#define CFG_UBOOT_BASE 0xcfe00000
//#define CFG_UBOOT_BASE
0x57e00000
#define CFG_UBOOT_BASE 0x5fe00000
//#define CFG_PHY_UBOOT_BASE
MEMORY_BASE_ADDRESS + 0x7e00000
#define CFG_PHY_UBOOT_BASE MEMORY_BASE_ADDRESS + 0XFE00000
修改&board/samsung/smdk6410/config.mk&&
TEXT_BASE&=&0xcfe00000&&修改 board/samsung/smdk6410/config.mk
//TEXT_BASE = 0xc7e00000
TEXT_BASE = 0xcfe00000
修改&include/movi.h&&
#define&BL2_BASE&&&&&&&&&&&&&&&&0x5FE00000 &&
这宏只作用于movi_bl2_copy函数，因为我们需要将UBOOT自举到256的最顶端&&修改 include/movi.h
//#define BL2_BASE
0x57E00000
#define BL2_BASE
0x5FE00000
这宏只作用于movi_bl2_copy函数，因为我们需要将UBOOT自举到256的最顶端
修改MMU地址映射规则
修改&board/samsung/smdk6410/lowlevel_init.S&&
找到&mmu_table:将&&
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&.set&__base,&0x500&&
&&&&&&&&.rept&0xC80&-&0xC00&&&&&&&&&&
&&&&&&&&FL_SECTION_ENTRY&__base,3,0,1,1&&
&&&&&&&&.set&__base,__base+1&&
&&&&&&&&.endr&&
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&.rept&0x1000&-&0xc80&&&&&&&&&&
&&&&&&&&.word&0x&&
&&&&&&&&.endr&&
修改为：&&
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&.set&__base,&0x500&&
&&&&&&&&.rept&0xd00&-&0xC00&&
&&&&&&&&FL_SECTION_ENTRY&__base,3,0,1,1&&
&&&&&&&&.set&__base,__base+1&&
&&&&&&&&.endr&&
&&&&&&&&&&
&&&&&&&&.rept&0x1000&-&0xd00&&
&&&&&&&&.word&0x&&
&&&&&&&&.endr&&修改 board/samsung/smdk6410/lowlevel_init.S
找到 mmu_table:将
// 128MB for SDRAM 0xC0000000 -> 0x
.set __base, 0x500
.rept 0xC80 - 0xC00
FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,1,1
.set __base,__base+1
// access is not allowed.
.rept 0x1000 - 0xc80
// 256MB for SDRAM 0xC0000000 -> 0x
.set __base, 0x500
.rept 0xd00 - 0xC00
FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,1,1
.set __base,__base+1
// access is not allowed.
.rept 0x1000 - 0xd00
UBOOT启动起来，敲入 md cfe00000，打印出内存的数据，可以查看到跟我们编译出来的u-boot.bin是一致的
三、参考资料
专家详解：内存工作原理及发展历程（值得一看）
6410平台上配置Linux的DDR参数（直接给出了结果，可以有个参考）
S3C6410的DRAM控制器（罗列的非常清楚）
《s3c6410_rev12.pdf》
《OK6410开发板硬件手册2.1.pdf》
《K4X51163PC.pdf》
《K4X1G163PC.pdf》
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