S5P4418裸機編程的實現（替換2ndboot）

              歡迎文明轉載。

              參考說明：文中有參考aven_paul博主的S5P4418啟動鏡像分析一文，具體參考http://blog.csdn.net/aven_paul/article/details/46772285

              S5P4418是四核cortex-A9的SOC，這么強大的處理器非操作系統不能充分發揮其性能，但是對于打算深入了解和學習更好的使用它來說，裸機編程更能讓你了解從Power on -> internalRom --> boot mode choose --> Loading & Launch bootloader(BL1 --> BL2 )->......的詳細過程，更能體現從SOC到board再到program的層層銜接，絲絲相扣的嚴謹設計。本文由于使用nanoPi2硬件，只能使用SD作為boot源，因此以SD卡為基礎描述裸機編程的實現。

             通過S5P4418啟動鏡像分析我們了解到。SD卡內的鏡像是這樣的，

Block 0	Sd/emmc卡信息
Block 1	Nsih.bin
Block2	2ndboot.bin
Block63	Nsih.bin
Block64	u-boot.bin

        并有網友已經以把自己的程序.bin替換u-boot.bin的方式實現出來，見“點亮user Led”http://weibo.com/p/1001603914482173772682，同時文中給出了修改SD卡內絕對位置數據的方法，即使用winhex工具定位到絕對位置并修改。

        根據網友的這些文章，我覺得應該能對裸機編程有個初步的概念，但是同時給我們帶來一些疑惑，而且2ndboot不提供源碼，對于我們希望刨根問底的人來說，總感覺缺少點東西不能把控，那可不可以把我們的程序直接替換2ndboot.bin來跑裸機呢？想到就馬上動手去試，不過還有些前提工作要做。

        1. 找到2ndboot.bin被internalRom搬運到什么地方來Launch？

         2. 如果用替代2ndboot.bin的方法來做的話，我們的bin最大可以做到多大呢？

        帶著這些一文，我們還是要去官方手冊找答案

        首先，我們要看看系統的memory map

           看這個map，我們會發現InternalRAM的地址是0xFFFF0000，根據手冊我們知道InternalRAM有32KB。好，是不是InternalRom會把2ndboot的內容loading到這個地址來運行呢？為此我們重新編譯了“點亮user LED”的例子里的三個文件，只是將鏈接指令改為arm-linux-ld -Ttext=0xffff0000 start.o main.o -o main了。我們把生成的main.bin用winhex放到SD卡的block2也就是0x400位置，把卡插入nanoPi2的bootSD卡槽，上電，very good ，LED閃爍起來了。

           是不是就完了呢？也許..吧，也許還沒有

           既然能動了，我們也希望知道為什么

           好，繼續看官方手冊第3章 System boot。由于我們使用的是 Internal ROM boot，使用SD卡啟動，因此切換到3.4.4節SDHCBOOT。

      這個表格告訴我們，我們可以使用的是1to32block，我們的點亮LED的程序小于只有1k不到，所以不會超出范圍，下面紅框圈住的這句話，描述InternalROM將SD卡里的數據從Block1開始load到InternalRAM，我們的main.bin是寫入SD卡的block2來替代2ndboot的，按照道理應該是0xFFFF0000+0x200才是我們的main.bin的放置位置，我們將編譯器連接修改一下am-linux-ld -Ttext=0xFFFF0200 start.o main.o -o main。完整編譯后將main.bin用winhex寫入SD卡的0x400處，將卡插入nanoPi2，上電，LED開始閃爍，跟連接地址0xffff0000的效果一樣，這是為什么呢？

          帶著疑問，我重新查看了start.s，發現內部用到的跳轉指令b start 和b main全部是相對位置跳轉。同時我繼續看官方手冊關于Nsih的相關說明。

原來，block1中存放的Nsih是遷移后的exception vector 。當系統reset后，通過exception vector 看到，其跳轉到Reset_Handler處。Reset_Handler指向向的是哪里呢？我們找打了官方的鏡像提取出其中Nsih信息后，發現，該地址正是0xFFFF0200。

也就是說，系統reset后通過InternalRom的加載，又經過exception vector的跳轉，跳到了我們的被InternalROM Load到InternalRAM中的地址中去的main.bin中來運行來了。

         同時也就意味著，如果使用arm-linux-ld -Ttext=0xffff0000 是不妥的，一旦main.bin中出現絕對跳轉，程序將跑飛。

總結一下：要將自己的程序替換2ndboot來實現SD卡啟動的裸機編程

                       1.  將main.bin寫入SD卡的block2即0x400處；

                       2. 如果main.bin小于15KB，則編譯時的鏈接器的-Ttext=0xFFFF0200

                       3.2. 如果main.bin大于15kB（512*（32-1）），則需要先寫在0x400處寫入一個從main.bin中分離出的包含load其余代碼的小于15KB的部分，通過這個15k的代碼將main中其余的部分加載到內存，如果main.bin大于InternalRAM，則需要自己寫外部DRAM的代碼。這部分暫時不在本文中討論。

提交審核完了，發現粘貼進來得圖片都顯示不出來了，圖片基本來自手冊的截圖，所以編輯一下給出S5P4418的手冊鏈接供參考。http://wiki.friendlyarm.com/wiki/p_w_picpaths/3/3d/SEC_Users_Manual_S5P4418_Users_Manual_Preliminary_Ver.0.10.pdf