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` 感冒了！浑身乏力！郁闷死了！ 先来点感想，我们老老实实写篇文章的过程，也是自己的重新思考的过程。查资料的过程也是个很好的学习过程，有些头脑里面似是而非的东西，会在这个过程中得到整理，强化。这样强化后的知识才能真正成为自己的知识。 所以管理员们催稿，不是在逼你，而是在督促你学习，进步！ 反之，随随便便水一篇文章。力气是省了，拼拼凑凑就完事了。但是文章提交后，也就结束了，你大脑里还是一片空白，的知识点还是一团浆糊。 但是你想过没有，凑水文也要花时间的，时间花掉了。你学到东西了吗？ 经常有人问：“我的时间去哪了？ 其实，你自己才是偷走你时间的最大的贼。 总之，赔钱的买卖咱不干，还是老老实实写文章，学知识来得实在。 一、裸机程序运行准备工作 这次咱们就来看看裸机程序到底是怎样跑起来的。 从上次的文章我们可以看到，机器是如何引导起来的。 还记得上一篇文章里，我说的记住那些红色标记的地址了吗？ 现在用到了那些标记过的地址了，我们再把这个图再借过来放这儿，方便查看。 parsing./android/partmap.txt: part.0flash=mmc,0:2ndboot: 2nd: 0x200,0x8e00: :[RAW] part.1 flash=mmc,0:bootloader:boot: 0x8000,0x77000: :[RAW] part.2flash=mmc,0:boot: fat: 0x100000,0x4000000: boot.img :[MBR] ./android/boot.img part.3flash=mmc,0:system: ext4: 0x4100000,0x2f200000: system.img :[MBR] ./android/system.img part.4flash=mmc,0:cache: ext4: 0x33300000,0x1ac00000: cache.img :[MBR] ./android/cache.img part.5flash=mmc,0:misc: emmc: 0x4e000000,0x800000: :[MBR] part.6flash=mmc,0:recovery: emmc: 0x4e900000,0x1600000: :[MBR] part.7flash=mmc,0:userdata: ext4: 0x50000000,0x0: userdata.img :[MBR]./android/userdata.img 这次，我们还是借助于SD卡来引导我们的小pi2。 我们在这里要对SD卡来个“乾坤大挪移”，采取“偷梁换柱”的手法来实施我们的计划。 那有人要问了：偷那个梁，换那个柱呢？ 理论上，在友善官方提供的img中我们可以替换的地方有2个，一个是三星提供的2ndboot处，另外一个是友善提供的uboot处，替换掉这两个地方应该都能达到运行我们的裸机程序的目的。 个人猜测，cpu运行到这两个地方的后，现场的环境应该是不一样的，具体有哪些不同，要看这2个不同阶段的boot程序了。 这里面有一个问题要提前提醒你，那就是如果你的裸机程序要是替换2ndboot，那么你的裸机程序不能超过16k，否则，产生意想不到的后果。 原因如下： 下面再来看张图图吧！ 老让你看图有点烦哈！没办法，我文字表达能力太差。还是看图说得明白
没看懂也没关系，只要记住一点，我们自己写的替换2ndboot的程序不能大于16k， 为什么，因为三星规定死了。 有较真的又要问了，我就要大于16k怎么办？ 哎，愁人！办法也是有的，就是你要把自己写的程序分成2段，分别加载，当然所有的初始化要你自己做好。并且要你自己在的程序里，处理运行环境程序初始化（cpu、内存）、复制、转移等等工作。 现在该知道怎么偷天换日了吧。 对了，就使用我们的程序替换掉2ndboot，让internalrom把我们的程序当成2ndboot，调入到sram里执行，从而达到我们的程序运行的目的。 好了现在终于到了准备一段程序来练练手的时候了？ 二、点亮led程序的原理及程序 我们的重点在于讲清楚程序运行的原理，而不是程序的复杂性。所以能简单就简单点，高大上的程序要靠您来完成了。 就拿“点灯大法”来练练手吧！ 先说说点灯大法的原理，不知道有多少高手都是从这里走出来的。 我们这次就拿这种直径 3mm 插件led灯珠来说说点亮的原理吧！ 首先，看看led的发光原理 LED（Light Emit ting Diode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的 半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接 电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是 电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。 看明白了吗？就是要给led通过电流。 借用我们的小pi2的user led说明一下：
那怎么通过电流？ 给led两端加电压呀！ 聪明，就是在led灯珠的两个管脚加上电压。让左右两边产生电压差，电流就产生了，于是Led就发光了。 好，旁边一个聪明的兄弟来精神了，加电压吗？太方便了，马上直接整个220给加上去了。 结果你肯定能猜测到了。“机毁人亡”。 对了，刚才忘了提醒一下了，我们采用的这种小Led的他的工作电流很小，用不了220v这头大牛！ 常见的小led的参数如下： 直径 3mm 插件LED： 额定电流都是 20 mA，使用是电流 15 mA。 红黄灯珠电压是 1.8V-2.2V， 蓝绿白灯珠电压是 3.0V-3.6V。 直径 5mm 插件LED 工作电流是10mA， 电压1.6V左右。 因为工作电流小，点亮电压低，用我们的pi2的gpio可以直接点亮它，不需要外加任何驱动。 知道我为什么要选这种led做实验了吧！ 大概解释一下，这个原理图： 板子上电后，电源管理芯片开始工作，于是vdd_sys_3.3v开始出现，对于pwr led ，左端3.3v，右端接地，左右两端形成电流，于是开始发光。这就是问什么我们接上供电后，电源指示灯，就一直发光的原因。 而对于stat led ，情况就不同了，如果led1引脚在这时被送过来3.3v的电压，led等左右两边无法形成电压差，也就没有电流产生，也就不会发光。 反过来说，如果我们给led1针脚送去不同周期的高低电平，此led就会交替闪烁。 这就是我们控制led灯发光的基本原理。 Ok。 喝口水，回来继续。 好了， 再看看原理图，我们拿板载的led为例，来验证咱们前面的分析，看看正确与否。
从这两个图上不难看出，我们的Led1连接在gpiob12上，根据前面的分析，我们只要给这个引脚放置一个低电平，就可以让这个led1点亮了。如果给它让这个电平出现周期性的变化，那么这个led1也就跟着发生周期性的明暗交替变化。 老规矩，先看原理图。
注意不同gpio口的基地址，和需要设置的寄存器功能。 我们这次主要是设置gpio的B口，输出高低电平。 因此，主要看和B口控制寄存器和地址寄存器相关的设置内容就可以了。 我们需要gpio作为输出功能用，因此，看看15.3.2ououtput operation这节。
再看看gpio映射的地址
Ok，根据以前编写单片机程序的经验，我们的裸机程序需要有头文件，c语言源文件。 根据以往的ARM芯片的编程经验，我们的裸机程序，比单片机程序还要多增加一个汇编语言源文件作为程序的入口。 下面卡是准备程序： 为了方便，我参考了网友“哀其不幸”的程序，根据我们的小pi2，略作修改。 需要3个程序： 一个启动启动的汇编程序start.s，一个头文件gpio.h，一个主程序main.c。 源程序如下： Start.s b start .word 0x00000000 .word 0x00000000 .word 0x00000000 .word 0x00000000 .word 0x00000000 .word 0x00000000 .word 0x00000000 start: b main gpio.h #defineGPIOBOUT (*(volatile unsigned *) 0xc001b000) //GPIOB引脚输出电平设置 #defineGPIOBOUTENB (*(volatile unsigned *)0xc001b004) //GPIOB引脚IO模式选择，0-输入模式，1-输出模式 #defineGPIOBALTFN0 (*(volatile unsigned *)0xc001b020) //GPIOB（0-15）引脚功能选择，00-普通IO功能 Main.c #include"gpio.h" #defineLED1ON GPIOBOUT |= 0x01 #defineLED1OFF GPIOBOUT &= ~(0x1<<0) voiddelay(unsigned int count) { while(count--); } voidmain(void) { /*初始化GPIOB*/ GPIOBALTFN0 &=~((0x3<<0)|(0x3<<2)|(0x3<<4)); GPIOBOUTENB |= 0x07; GPIOBOUT &= ~(0x7); while(1) { LED1ON; delay(2000000); LED1OFF; } } 分别建立这3个文件后。 单独编译他们。 arm-linux-gcc -c start.s -o start.o arm-linux-gcc -c main.c -o main.o arm-linux-ld -Ttext=0x42C00000 start.omain.o -o main arm-linux-objcopy -I elf32-littlearm -Obinary main main.bin 有眼睛尖的同学肯定要问了，你这个0x42C00000怎么来的。为什么要选这个地址。 好，听我慢慢道来。 我们先不烧写程序，先来做个试验。 就是先做个启动系统的最小化sd卡。 这张卡里面只包括：2ndboot镜像。 三、单独启动pi2的系统的最小化的镜像sd卡制作。 制作sd卡的工具有很多，我们用广受好评的winhex来做吧。这个工具在数据恢复领域使用很广。不知有多少死亡的数据因为它儿起死回生。不知挽救了多少粗心大意的网管的命。 首先用winhex打开友善官方镜像如下图：
alt+g 输入200，（注意后面的十六进制，十进制的切换方法·是偺offset处点击鼠标。） 点击确定，在光标闪烁的位置，点击右键，alt+1, 选中要复制的起始块位置， 重复上面的alt+g 输入8200，
点击右键，alt+2, 选中要复制的结束块位置，（注意此处选择81ff处作为结束块。） 右键点击 编辑 –》复制选块-》十六进制数值。
此时0x200-0x81ff的数据已经进入到剪贴板里面。 接下来， 在winhex顶部打开 工具-》打开磁盘-》选中我们已经彻底格式化的sd卡。
点击确定 同样的方法走到，sd卡的0x200偏移处。
右键点击 编辑-》剪贴板数据-》写入-》确定。
回到winhex顶部，点击保存，把改变的数据写入sd卡。 到此，我们能启动pi2的最小化系统只做好了。 比dos时代的那个sysc: 复杂多了吧！ 难怪懂嵌入式系统的人越来越少了呢？ 原来是工具越来越复杂了。 好了，把这张卡插入我们的小pi2。Stop，stop，stop。先别急着通电 把串口连接到我们的主电脑，看看串口有什么鬼再说吧。 什么？为什么要用串口，因为，没有别的调试方法啊！ 我们的小pi2太小了，没有引出任何调试接口啊！ 好了，开机，看看串口有什么东东输出来没有。
全部的信息如下： -------------------------------------------------------------------------------- Second Boot byNexell Co. : Built on Nov 19 2014 20:10:38 -------------------------------------------------------------------------------- PLL0: 550000000PLL1: 1200000000 PLL2: 800000000 PLL3: 612000000 Divider0 PLL: 1CPU:1200000000 CPU BUS:300000000 Divider1 PLL: 2BCLK:400000000 PCLK:200000000 Divider2 PLL: 2MDCLK:800000000 MCLK:800000000 MBCLK:400000000MPCLK:200000000 Divider3 PLL: 0G3D BCLK:550000000 Divider4 PLL: 2MPEG BCLK:400000000 MPEG PCLK:200000000 123 DDR3 POR InitStart phy init ##########READ/GATE Level ########## DDR3 Init Done! Loading fromsdmmc... Image LoadingDone! Launch to0x42C00000 从串口输出的信息看，我们确实是运行在2ndboot里面了。 0x42C00000这个地址要记住，如果我们的裸机测试程序，需要用友善的2nduboot引导，那么链接时要指向这个地址。 好了，这回知道我们为什么要把上面程序的链接地址指向这里了吧！ 这样保证我们的程序在2ndboot交出控制权后，我们的程序能顺利执行。 四、用2ndboot+裸机程序烧sd卡，引导pi2的测试 好了，把编译过的裸机程序main.bin放到sd卡上去吧。 位置就是我们uboot存放的位置处，偏移地址0x8200的后面。 操作过程一样，就是打开的文件是main.bin，全部复制main.bin上的所有文件，十六进制复制，sd卡偏移起始地址选择0x8200.最后别忘了存盘。 再次用这个2ndboot+main.bin制作的sd卡引导pi2吧！ 果然不出所料，我们的小pi2终于开始闪烁着迷人的蓝色光芒了。 怎一个爽字得了！ 结束了，回家吃饭！ 别的！ 还没完呢？ 我们还没测试用main.bin 替代2ndboot后能不能运行我们的逻辑程序呢！ 革命尚未完全成功，通知仍需努力! 五、用main.bin 替代2ndboot引导我们的小pi2的测试 用我们的裸机程序代替2ndboot，看看运行效果如何。 Ok，首先先彻底格式化sd卡，插到小pi2上看看串口输出结果。
有看官说了，大哥你别逗了！哪里有显示啊！ 没上显示就对了，因为还没有程序运行呢？ internalrom 抓不到东西运行啊！ 个人猜测，土财主三星没有在internal rom里面写串口通讯程序，所以串口没法显示。 不过能理解三星也不知道我们的小pi2要用哪几个口做串口通讯用啊! 所以也就没办法写这个程序了。 这样解释你该满意了吧。 (nnd，我第一次实验的时候在这个地方卡了2天多，一直以为是裸机程序有问题，那个汗哪。。。。。。) 既然如此，那是不是就不能做实验了呢？ No，no，no，既然internal rom 能把2ndboot搬移到sram里面执行，那我把我的裸机程序放在2ndboot的位置代替它，没有理由不被internal rom给搬到iram里面去运行啊！ 行不行的，试试再说。 说到实验，那问题们马上又来了，我们自己的程序链接地址用哪个？ 总不能靠掷色子决定吧！ 别急！咱不是有红宝书吗？ 打开红宝书，翻到14章第三节
这里明确告诉我们了internal rom 的地址是0xffff0000，哪就好办了，把我们的链接地址指向这里，我们的裸机程序被搬搬运到这里后，不就能自己运行了么！ 太聪明了！ 重复上面的过程， arm-linux-gcc -c start.s -o start.o arm-linux-gcc -c main.c -o main.o arm-linux-ld -Ttext=0xffff0000 start.o main.o -o main arm-linux-objcopy -I elf32-littlearm -Obinary main main.bin 注意啊，链接地址改成这个了。 再把生成的main.bin用winhex放到SD卡的的0x400位置处，对，这里就是2ndboot的老家。 根据前面的partmap.txt文件内容，我开始尝试的是存放到0x200处。一直不成功，后来请教了一个前辈，才开始试验过这个地址。 插卡，上电，果然不出所料，小pi2小蓝眼睛眨得依然那么迷人。 至此，我们的实验都成功了。 总结与疑惑： 1、 我们可以通过替换官方提供的2ndboot、u_boot来达到运行我们自己的裸机程序的目的。 2、 截取友善官方镜像时，发了一个NISH标志，请教友善的客服，没有理睬我，后来靠度娘查到了网友的文章，原来是存放配置信息 ，包括（启动方式，PLL,DDR）。在这里吐槽一下友善的售后，不是说东西便宜，你就可以不用理睬客户的咨询了。人心伤了，在弥合就难了。 3、 由于internalrom没有源代码，没有串口输出，小pi2又没有引出调试接口，无从知道它运行完后，程序会跑到哪里执行，只能靠datasheet反复做实验验证，最后还是靠网友的帮助才成功。这里我要吐槽一下三星，这玩意又不涉及商业机密，你提供一个地址得节省我多少时间啊。 4、 在ubuntu下烧写的sd卡的partmap.txt和windows下所给的镜像扇区位置不一致。位置有重叠，咨询了友善的售后，你知道结果的。我在这里浪费了一周的时间。才把裸机程序运行起来。算了，我懒得吐槽了，谁让我不熟悉这个片子呢！ 5、 土财主三星的Datasheet的资料不够详细，尤其关于引导部分的，说到这里我要表扬一下友善的攻城狮，就凭借这本小册子就把android跑起来了。这水平那就不是用牛字能评价的了。 6、 悬而未局的问题，网友怎么知道NISH.txt的内容的，反编译吗？ 总之，折腾的过程就是折腾，折腾，再折腾！ 我享受这个过程！ 不韶了，愿意听我韶的同学，下篇再见。
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