深入分析S3C2440启动代码中大小端问题

中关村村草

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

1. [plain] view plaincopyprint?<span style="white-space:pre">        </span>GBLL<span style="white-space:pre">   </span>ENDIAN_CHANGE  
   
2. ENDIAN_CHANGE<span style="white-space:pre">   </span>SETL<span style="white-space:pre">   </span>{TRUE}  
   
3.   
   
4.   
   
5. <span style="white-space:pre">        </span>GBLA<span style="white-space:pre">   </span>ENTRY_BUS_WIDTH  
   
6. ENTRY_BUS_WIDTH<span style="white-space:pre"> </span>SETA<span style="white-space:pre">   </span>16  
   
7. <span style="white-space:pre">                </span>GBLL<span style="white-space:pre">        </span>ENDIAN_CHANGE
   
8. ENDIAN_CHANGE<span style="white-space:pre">        </span>SETL<span style="white-space:pre">        </span>{TRUE}
   
9. 
   
10. 
    
11. <span style="white-space:pre">                </span>GBLA<span style="white-space:pre">        </span>ENTRY_BUS_WIDTH
    
12. ENTRY_BUS_WIDTH<span style="white-space:pre">        </span>SETA<span style="white-space:pre">        </span>16
    
13. 2440init.s中相关代码
    
14. 
    
15. [plain] view plaincopyprint?    AREA    Init,CODE,READONLY  
    
16.   
    
17.     ENTRY  
    
18.       
    
19.     EXPORT  __ENTRY  
    
20. __ENTRY  
    
21. ResetEntry  
    
22.     ;1)The code, which converts to Big-endian, should be in little endian code.  
    
23.     ;2)The following little endian code will be compiled in Big-Endian mode.  
    
24.     ;  The code byte order should be changed as the memory bus width.  
    
25.     ;3)The pseudo instruction,DCD can not be used here because the linker generates error.  
    
26.     ASSERT  :DEF:ENDIAN_CHANGE  
    
27.     [ ENDIAN_CHANGE  
    
28.         ASSERT  :DEF:ENTRY_BUS_WIDTH  
    
29.         [ ENTRY_BUS_WIDTH=32  
    
30.             b   ChangeBigEndian     ;DCD 0xea000007  
    
31.         ]  
    
32.   
    
33.         [ ENTRY_BUS_WIDTH=16  
    
34.             andeq   r14,r7,r0,lsl #20   ;DCD 0x0007ea00  
    
35.         ]  
    
36.   
    
37.         [ ENTRY_BUS_WIDTH=8  
    
38.             streq   r0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea  
    
39.         ]  
    
40.         |  
    
41.         b   ResetHandler  
    
42.     ]  
    
43.     b   HandlerUndef    ;handler for Undefined mode  
    
44.     b   HandlerSWI  ;handler for SWI interrupt  
    
45.     b   HandlerPabort   ;handler for PAbort  
    
46.     b   HandlerDabort   ;handler for DAbort  
    
47.     b   .       ;reserved  
    
48.     b   HandlerIRQ  ;handler for IRQ interrupt  
    
49.     b   HandlerFIQ  ;handler for FIQ interrupt  
    
50.   
    
51. ;@0x20  
    
52.     b   EnterPWDN   ; Must be @0x20.  
    
53. ChangeBigEndian  
    
54. ;@0x24  
    
55.     [ ENTRY_BUS_WIDTH=32  
    
56.         DCD 0xee110f10  ;0xee110f10 => mrc p15,0,r0,c1,c0,0  
    
57.         DCD 0xe3800080  ;0xe3800080 => orr r0,r0,#0x80;  //Big-endian  
    
58.         DCD 0xee010f10  ;0xee010f10 => mcr p15,0,r0,c1,c0,0  
    
59.     ]  
    
60.     [ ENTRY_BUS_WIDTH=16  
    
61.         DCD 0x0f10ee11  
    
62.         DCD 0x0080e380  
    
63.         DCD 0x0f10ee01  
    
64.     ]  
    
65.     [ ENTRY_BUS_WIDTH=8  
    
66.         DCD 0x100f11ee  
    
67.         DCD 0x800080e3  
    
68.         DCD 0x100f01ee  
    
69.     ]  
    
70.     DCD 0xffffffff  ;swinv 0xffffff is similar with NOP and run well in both endian mode.  
    
71.     DCD 0xffffffff  
    
72.     DCD 0xffffffff  
    
73.     DCD 0xffffffff  
    
74.     DCD 0xffffffff  
    
75.     b ResetHandler  
    
76.         AREA    Init,CODE,READONLY
    
77. 
    
78.         ENTRY
    
79.        
    
80.         EXPORT        __ENTRY
    
81. __ENTRY
    
82. ResetEntry
    
83.         ;1)The code, which converts to Big-endian, should be in little endian code.
    
84.         ;2)The following little endian code will be compiled in Big-Endian mode.
    
85.         ;  The code byte order should be changed as the memory bus width.
    
86.         ;3)The pseudo instruction,DCD can not be used here because the linker generates error.
    
87.         ASSERT        :DEF:ENDIAN_CHANGE
    
88.         [ ENDIAN_CHANGE
    
89.                 ASSERT  :DEF:ENTRY_BUS_WIDTH
    
90.                 [ ENTRY_BUS_WIDTH=32
    
91.                         b        ChangeBigEndian            ;DCD 0xea000007
    
92.                 ]
    
93. 
    
94.                 [ ENTRY_BUS_WIDTH=16
    
95.                         andeq        r14,r7,r0,lsl #20   ;DCD 0x0007ea00
    
96.                 ]
    
97. 
    
98.                 [ ENTRY_BUS_WIDTH=8
    
99.                         streq        r0,[r0,-r10,ror #1] ;DCD 0x070000ea
    
100.                 ]
     
101.                 |
     
102.                 b        ResetHandler
     
103.         ]
     
104.         b        HandlerUndef        ;handler for Undefined mode
     
105.         b        HandlerSWI        ;handler for SWI interrupt
     
106.         b        HandlerPabort        ;handler for PAbort
     
107.         b        HandlerDabort        ;handler for DAbort
     
108.         b        .                ;reserved
     
109.         b        HandlerIRQ        ;handler for IRQ interrupt
     
110.         b        HandlerFIQ        ;handler for FIQ interrupt
     
111. 
     
112. ;@0x20
     
113.         b        EnterPWDN        ; Must be @0x20.
     
114. ChangeBigEndian
     
115. ;@0x24
     
116.         [ ENTRY_BUS_WIDTH=32
     
117.                 DCD        0xee110f10        ;0xee110f10 => mrc p15,0,r0,c1,c0,0
     
118.                 DCD        0xe3800080        ;0xe3800080 => orr r0,r0,#0x80;  //Big-endian
     
119.                 DCD        0xee010f10        ;0xee010f10 => mcr p15,0,r0,c1,c0,0
     
120.         ]
     
121.         [ ENTRY_BUS_WIDTH=16
     
122.                 DCD 0x0f10ee11
     
123.                 DCD 0x0080e380
     
124.                 DCD 0x0f10ee01
     
125.         ]
     
126.         [ ENTRY_BUS_WIDTH=8
     
127.                 DCD 0x100f11ee
     
128.                 DCD 0x800080e3
     
129.                 DCD 0x100f01ee
     
130.         ]
     
131.         DCD 0xffffffff  ;swinv 0xffffff is similar with NOP and run well in both endian mode.
     
132.         DCD 0xffffffff
     
133.         DCD 0xffffffff
     
134.         DCD 0xffffffff
     
135.         DCD 0xffffffff
     
136.         b ResetHandler

复制代码

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。
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。
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。后面修改协处理CP15中的寄存器C1的代码时类似的。




欢迎讨论，如有错误请指出，谢谢

小忻黑夜

谢谢分享