深入分析S3C2440启动代码中大小端问题

深入分析S3C2440启动代码中大小端问题

一、ADS1.2中关于大小端的设置以及对编译后的代码的影响

下面是一段代码在线段模式下编译，生成的二进制文件的内容


大端模式下编译，生成二进制文件的内容

根据上面的内容可以看出：它们的字节序是相反的，也就是说，ADS1.2中对大小端的设置会影响最终生成的二进制文件的字节序。

二、S3C2440启动代码中与大小管相关的代码

Option.inc中相关代码
GBLL ENDIAN_CHANGE
ENDIAN_CHANGE SETL {FALSE}
GBLA ENTRY_BUS_WIDTH
ENTRY_BUS_WIDTH SETA 16

2440init.s中相关代码

AREA    Init,CODE,READONLY

ENTRY

EXPORT	__ENTRY
__ENTRY
ResetEntry
;1)The code, which converts to Big-endian, should be in little endian code.
;2)The following little endian code will be compiled in Big-Endian mode.
;  The code byte order should be changed as the memory bus width.
;3)The pseudo instruction,DCD can not be used here because the linker generates error.
ASSERT	:DEF:ENDIAN_CHANGE
[ ENDIAN_CHANGE
ASSERT  :DEF:ENTRY_BUS_WIDTH
[ ENTRY_BUS_WIDTH=32
b	ChangeBigEndian	    ;DCD 0xea000007
]

[ ENTRY_BUS_WIDTH=16
andeq	r14,r7,r0,lsl #20   ;DCD 0x0007ea00
]

[ ENTRY_BUS_WIDTH=8
streq	r0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea
]
|
b	ResetHandler
]
b	HandlerUndef	;handler for Undefined mode
b	HandlerSWI	;handler for SWI interrupt
b	HandlerPabort	;handler for PAbort
b	HandlerDabort	;handler for DAbort
b	.		;reserved
b	HandlerIRQ	;handler for IRQ interrupt
b	HandlerFIQ	;handler for FIQ interrupt

;@0x20
b	EnterPWDN	; Must be @0x20.
ChangeBigEndian
;@0x24
[ ENTRY_BUS_WIDTH=32
DCD	0xee110f10	;0xee110f10 => mrc p15,0,r0,c1,c0,0
DCD	0xe3800080	;0xe3800080 => orr r0,r0,#0x80;  //Big-endian
DCD	0xee010f10	;0xee010f10 => mcr p15,0,r0,c1,c0,0
]
[ ENTRY_BUS_WIDTH=16
DCD 0x0f10ee11
DCD 0x0080e380
DCD 0x0f10ee01
]
[ ENTRY_BUS_WIDTH=8
DCD 0x100f11ee
DCD 0x800080e3
DCD 0x100f01ee
]
DCD 0xffffffff  ;swinv 0xffffff is similar with NOP and run well in both endian mode.
DCD 0xffffffff
DCD 0xffffffff
DCD 0xffffffff
DCD 0xffffffff
b ResetHandler

我们可以看到，在Option.inc将ENDIAN_CHANGE设置FALSE，程序将直接运行b ResetHandler，S3C2440默认是处于小端模式，ADS1.2中的设置默认也是小段模式，一切风平浪静。现在，我们在ADS1.2中设为打断模式，并把ENDIAN_CHANGE设置FALSE设为TURE，现在问题就来了，请看下面的分析。在编译程序时，根据ENTRY_BUS_WIDTH宏会将下面三条指令的之一放在0地址处b ChangeBigEndian    ;DCD 0xea000007
andeq r14,r7,r0,lsl #20   ;DCD 0x0007ea00
streq r0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea其实这三条指令的功能都是一样，只是根据数据带宽调整了字节序，都是跳转到0x24处的ChangeBigEndian执行，ChangeBigEndian的作用就是通过协处理CP15中的寄存器C1来改变S3C2440的大小端模式。先来看一下这三条指令。因为我们已经在ADS中设置为大端模式，所以这些指令是以大端模式进行编译的，而S3C2440此时还是小端模式，S3C2440怎么能执行大端模式下的指令呢，比如b ChangeBigEndian     ;DCD 0xea000007？？？原因如下： 如果一个基于 ARM 芯片将存储器系统配置为其中一种存储器格式（如小端） ，而实际连接的存储器系统配置为相反的格式（如大端） ，那么只有以字为单位的指令取指、数据装载和数据保存能够可靠实现。其它的存储器访问将出现不可预期的结果。也就就是说在32位模式下，大小端模式对指令取指、数据装载和数据保存没有影响。（注意：如果实际的存储器格式与芯片的存储器格式不符时，只有以字为单位的数据存取才正确，否则将出现不可预期的结果。）b ChangeBigEndian在大端模式下机器码是0xea000007，这是32位模式下，其四个字节从低到高分别是：07 00 00 ea。那没b ChangeBigEndian这条指令在8位模式下，要被小端模式的S3C2440执行，就要人为的修改为0x070000ea。在存储器中存储的顺序：从低地址到高地址分别是 07 00 00 ea，S3C2440按小端模式取指令时，取得是0xea000007。b ChangeBigEndian这条指令在16位模式下，要被小端模式的S3C2440执行，就要人为的修改为 0x0007ea00。在存储器中存储的顺序：从低地址到高地址分别是 0007 ea00，S3C2440按小端模式取指令时，取得是0xea000007。后面修改协处理CP15中的寄存器C1的代码时类似的。

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