u-boot-1.1.6学习笔记 Vicegod 2008-5-28
1、 u-boot-1.1.6 目录结构
.
|-- board -->平台依赖，存放电路板相关源文件的目录，例如：dave、smdk2410等
|-- cpu -->平台依赖，存放与具体CPU型号相关源文件的目录，例如:arm720t、arm920t、i386等
|-- lib_arm ----------------------------------------------------------------------------------------------------->
|-- lib_avr32 -->
|-- lib_blackfin -->
|-- lib_i386 -->平台依赖，用于存放对相应体系结构通用的文件，主要用于实现相关平台通用的函数
|-- lib_m68k -->比如lib_arm ：
|-- lib_microblaze -->存放对ARM体系结构通用的文件，主要用于实现ARM平台通用的函数
|-- lib_mips -->
|-- lib_nios -->
|-- lib_nios2 -->
|-- lib_ppc ------------------------------------------------------------------------------------------------------->
|-- lib_generic -->通用，对所有体系结构通用的库函数的实现，比如vsprintf、string等函数的实现
|-- include -->通用，头文件和开发板配置文件，所有开发板的配置文件都在 include/configs目录下
|-- common -->通用，通用的多功能函数实现，比如U-BOOT的命令setenv、bootm、cp等函数的实现
|-- drivers -->通用，通用设备的驱动程序
|-- disk -->通用，硬盘接口驱动程序
|-- dtt -->通用，传感器的驱动程序
|-- fs -->通用，存放文件系统相关的程序
|-- nand_spl -->通用，Nand Flash boot的程序
|-- net -->通用，存放网络相关的程序
|-- post -->通用，存放上电自检的程序
|-- rtc -->通用，实时时钟(RTC)的驱动程序
|-- examples -->应用例程，一些独立运行的应用程序的例子，例如helloworld
|-- tools -->工具，存放制作S-Record或者U-boot格式的映像等工具，例如mkimage
`-- doc -->文档，开发使用文档
2、u-boot 启动流程：
|--> lowlevel_init: |
|--> cup_init_crit: | |--> cpu_init_crit: |
_start: --> reset: | |--> reset: --> relocate: --> _start_armboot: --> Start_armboot() --> main_loop() ---|
↑ |
|__________|
u-boot-1.1.6/cpu/xxx/Start.S _start:
u-boot-1.1.6/cpu/xxx/Start.S reset:
u-boot-1.1.6/cpu/xxx/Start.S cup_init_crit:
u-boot-1.1.6/board/yyy/lowlevel_init.S lowlevel_init:
u-boot-1.1.6/cpu/xxx/Start.S relocate:
u-boot-1.1.6/cpu/xxx/Start.S _start_armboot:
u-boot-1.1.6/lib_arm/board.c start_armboot()
u-boot-1.1.6/common/main.c main_loop()
说明：xxx(板子上具体的cpu型号，如arm920t)
yyy(开发板的型号，如smdk2410)
3、u-boot-1.1.6/cpu/xxx/start.S分析
#include
#include
/* 这段代码的主要作用是初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备
好正确的环境 */
#if defined(CONFIG_OMAP1610)
#include <./configs/omap1510.h>
#elif defined(CONFIG_OMAP730)
#include <./configs/omap730.h>
#endif
/*************************************************************************
*
* Jump vector table as in table 3.1 in [1]
*
*************************************************************************/
.globl _start
_start: /* 系统复位位置, 各个异常向量对应的跳转代码 */
b reset /* 复位向量 */
ldr pc, _undefined_instruction /* 未定义的指令异常向量 */
ldr pc, _software_interrupt /* 软件中断异常向量 */
ldr pc, _prefetch_abort /* 预取指令操作异常向量 */
ldr pc, _data_abort /* 数据操作异常向量 */
ldr pc, _not_used /* 未使用 */
ldr pc, _irq /* 慢速中断异常向量 */
ldr pc, _fiq /* 快速中断异常向量 */
_undefined_instruction:
.word undefined_instruction
_software_interrupt:
.word software_interrupt
_prefetch_abort:
.word prefetch_abort
_data_abort:
.word data_abort
_not_used:
.word not_used
_irq:
.word irq
_fiq:
.word fiq
.balignl 16,0xdeadbeef
/************************************************分析****************************************************
* 从中我们可以看出，ARM支持7种异常。问题是发生了异常后ARM是如何响应的呢？
* 第一个复位异常很好理解，它放在0x0的位置，一上电就执行它，而且我们的程序总是从
* 复位异常处理程序开始执行的，因此复位异常处理程序不需要返回。那么什么时候会执行
* 到后面几个异常处理函数呢？步骤是这样的：
*
* 当一个异常出现以后，ARM会自动执行以下几个步骤：
* (1) 把下一条指令的地址放到连接寄存器LR(通常是R14)，这样就能够在处理异常返回时从正确的位置继续执行。
* (2) 将相应的CPSR(当前程序状态寄存器)复制到SPSR（备份的程序状态寄存器）中。从异常退出的时候，就可以由SPSR来恢复CPSR。
* (3) 根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。
* (4) PC（程序计数器）被强制成相关异常向量处理函数地址，从而跳转到相应的异常处理程序中。
*
* 当异常处理完毕后，ARM会执行以下几步操作从异常返回：
* (1) 将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中
* (2) 将SPSR复制回CPSR中
* (3) 若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除
*
* ARM规定了异常向量的地址：
* b reset ； 复位 0x0
* ldr pc, _undefined_instruction ； 未定义的指令异常 0x4
* ldr pc, _software_interrupt ； 软件中断异常 0x8
* ldr pc, _prefetch_abort ； 预取指令 0xc
* ldr pc, _data_abort ； 数据 0x10
* ldr pc, _not_used ； 未使用 0x14
* ldr pc, _irq ； 慢速中断异常 0x18
* ldr pc, _fiq ； 快速中断异常 0x1c
* 这样理解这段代码就非常简单了。碰到异常时，PC会被强制设置为对应的异常向量，从而跳转到
* 相应的处理程序，然后再返回到主程序继续执行。
*
* .balignl 16,0xdeadbeef, 将地址对齐到16的倍数，如果地址寄存器的值（PC）跳过4个字节才是16的倍数，
* 则使用0xdeadbeef填充这4个字节，如果它跳过1、2、3个字节,则填充值不确定。如果地址寄存器的值（PC）
* 是16的倍数，则无需移动。
********************************************************************************************************/
/*************************************************************************
*
* Startup Code (reset vector)
*
* do important init only if we don't start from memory!
* setup Memory and board specific bits prior to relocation.
* relocate armboot to ram
* setup stack
*
*************************************************************************/
/* 保存变量的数据区 */
_TEXT_BASE:
.word TEXT_BASE
.globl _armboot_start
_armboot_start:
.word _start
/* These are defined in the board-specific linker script.*/
.globl _bss_start
_bss_start:
.word __bss_start
.globl _bss_end
_bss_end:
.word _end
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl IRQ_STACK_START
IRQ_STACK_START:
.word 0x0badc0de
/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl FIQ_STACK_START
FIQ_STACK_START:
.word 0x0badc0de
#endif
/*************************************************分析**********************************************************
* 上面这段代码，主要保存一些全局变量，用于BOOT程序从FLASH拷贝到RAM，或者其它的使用。
* 还有一些变量的值是通过连接脚本得到的，比如TEXT_BASE位于/u-boot-1.1.6/board/xxx(开发板目录名称)/config.mk
* 文件里。__bss_start、_end位于/u-boot-1.1.6/board/xxx(开发板目录名称)/u-boot.lds文件里，具体值是由编译器算出来的。
***************************************************************************************************************/
/* the actual reset code*/
/* 系统的复位代码。系统一上电，就跳到这里运行 */
reset:
/*
* set the cpu to SVC32 mode
*/
mrs r0,cpsr /* 取得当前程序状态寄存器cpsr到r0 */
bic r0,r0,#0x1f /* 这里使用位清除指令，把中断全部清除，只置位模式控制位 为中断提供服务通常是 OS
*设备驱动程序的责任，因此在 Boot Loader 的执行全过程中可以不必响应任何中断。
*/
orr r0,r0,#0xd3 /* 计算为超级保护模式 */
msr cpsr,r0 /* 设置cpsr为超级保护模式 */
/***********************************************分析*************************************************************
* 设置cpu运行在SVC32模式。ARM共有7种模式:
* 用户模式(usr)： arm处理器正常的程序执行状态
* 快速中断模式(fiq)： 用于高速数据传输或通道处理
* 外部中断模式(irq)： 用于通用的中断处理
* 超级保护模式(svc)： 操作系统使用的保护模式
* 数据访问终止模式(abt)： 当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护
* 系统模式(sys)： 运行具有特权的操作系统任务
* 未定义指令中止模式(und)： 当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真
*
* 通过设置ARM的CPSR寄存器，让CPU运行在操作系统保护模式，为后面进行其它操作作好准备了。
****************************************************************************************************************/
/*
* we do sys-critical inits only at reboot,
* not when booting from ram!
*/
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
bl cpu_init_crit
/******************************************************************************
* BL为相对寻址，以程序计数器PC 的当前值为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，将两者相加之后得到操作数的有效地址
* ARM 指令集中的4条跳转指令可以完成从当前指令向前或向后的32MB 的地址空间的跳转，
* 用的是相对寻址，它们是：B、BL、BLX、BX
*******************************************************************************/
#endif
#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
/* 重定位Boot代码到RAM内存，将Boot代码从FLASH移到RAM中 */
relocate: /* relocate U-Boot to RAM */
adr r0, _start /* r0 <- current position of code */
/**************************************************************************
* 把_start的相对地址移到r0, 相对寻址以程序计数器PC 的当前值为基地址，
* 指令中的地址标号作为偏移量，将两者相加之后得到操作数的有效地址。
* 它是与位置无关的，主要看Boot在哪里运行，也就是PC指针在哪里 (假设_start偏移量为0)，
* 例如这段代码在 0x02000000 (FLASH起始地址)运行，即此时PC=0x02000000，那么 adr r0, _start 得到 r0 = 0x02000000；
* 如果在地址 0x81008000（Boot在RAM中加载地址）运行，即此时PC=0x81008000，那么r0就是 0x81008000 了。
*
* 此处要注意ldr与adr的区别，看下面的代码片段：
* ldr r0, _start
* adr r0, _start
* ldr r0, =_start
* nop
* mov pc, lr
* _start:
* nop
* 下面是反汇编的结果：
* 0c008000 <_start-0x14>:
* c008000: e59f000c ldr r0, [pc, #12] ; c008014 <_start>
* c008004: e28f0008 add r0, pc, #8 ; 0x8
* c008008: e59f0008 ldr r0, [pc, #8] ; c008018 <_start+0x4>
* c00800c: e1a00000 nop (mov r0,r0)
* c008010: e1a0f00e mov pc, lr
*
* 0c008014 <_start>:
* c008014: e1a00000 nop (mov r0,r0)
*
* 分析：
* ldr r0, _start
* 从内存地址 _start 的地方把值读入。执行这个后，r0 = 0xe1a00000
*
* adr r0, _start
* 取得 _start 的地址到 r0，但是请看反编译的结果，它是与位置无关的。其实取得的是相对的位置。例如这段代码在 0x0c008000 运行，
* 那么 adr r0, _start 得到 r0 = 0x0c008014；如果在地址 0 运行，就是 0x00000014 了。即当前PC值加上_start的偏移量。
*
* ldr r0, =_start
* 这个取得标号 _start 的绝对地址。这个绝对地址是在 link 的时候确定的。看上去这只是一个指令，但是它要占用 2 个 32bit 的空间，
* 一条是指令，另一条是 _start 的数据（因为在编译的时候不能确定 _start 的值，所以不能直接用 mov 指令来给 r0 赋一个 32bit 的常量，
* 所以需要多出一个空间存放 _start 的真正数据，这个数据是在 link 的时候确定的，在这里就是 0x0c008014）。
* 因此可以看出，这个是绝对的寻址，不管这段代码在什么地方运行，它的结果都是 r0 = 0x0c008014
**************************************************************************/
ldr r1, _TEXT_BASE/* test if we run from flash or RAM */ /* 把_TEXT_BASE地址处的值TEXT_BASE，也就是BOOT在RAM中运行地址移到r1 */
cmp r0, r1 /* don't reloc during debug */ /* 比较两个地址是否相同，如果相同，就已经在RAM运行，否则就是FLASH中运行 */
beq stack_setup
/* 如果是在FLASH中运行， 则把FLASH中的Boot代码移到RAM中，然后再运行 */
ldr r2, _armboot_start /* 把_armboot_start地址处的值也就是_start绝对地址（也即在内存中的地址，这个绝对
* 地址是在 link 的时候确定的，如0x81008000）移到r2 */
ldr r3, _bss_start /* 把_bss_start地址处的值也就是__bss_start绝对地址（也即在内存中的地址，这个绝对
* 地址是在 link 的时候确定的）移到r3 */
sub r2, r3, r2 /* r2 <- size of armboot */ /* 计算引导代码大小并存到r2 */
add r2, r0, r2 /* r2 <- source end address */ /* 计算引导代码最后相对地址并存入r2 */
copy_loop:
ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */ /* 从源地址[r0]读取32个字节到寄存器，并更新r0 */
stmia r1!, {r3-r10} /* copy to target address [r1] */ /* 拷贝寄存器r3-r10的32个字节值保存到 [r1]指明的地址，并更新r1的值 */
cmp r0, r2 /* until source end addreee [r2] */ /* 循环拷贝，直到把所有引导代码都移到内存 */
ble copy_loop
#endif /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
/* Set up the stack */
/* 在内存中建立起堆栈 */
stack_setup:
ldr r0, _TEXT_BASE /* upper 128 KiB: relocated uboot */
sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* malloc area */
sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
sub sp, r0, #12 /* leave 3 words for abort-stack */
/* 初始化内存中bss段中数据为0 */
clear_bss:
ldr r0, _bss_start /* find start of bss segment*/ /* 把_bss_start地址处存储的绝对地址移到r0 */
ldr r1, _bss_end /* stop here */ /* 把_bss_end地址处存储的绝对地址移到r1 */
mov r2, #0x00000000 /* clear */
clbss_l:
str r2, [r0] /* clear loop... STR 指令用于从源寄存器中r2将一个32 位的字数据传送到存储器中[r0]*/
add r0, r0, #4
cmp r0, r1
ble clbss_l /* 小于或等于跳转 */
ldr pc, _start_armboot /***********************************************************
* 已经准备好了堆栈，就可跳到C写的代码里了，也就是
* 跳到内存中的/u-boot-1.1.6/board.c --> start_armboot中运行了
* 把_start_armboot地址处的值也就是start_armboot绝对地址值移到pc
* 神啊！终于跳到C代码了。
***********************************************************/
_start_armboot:
.word start_armboot
/*************************************************************************
*
* CPU_init_critical registers
*
* setup important registers
* setup memory timing
*
*************************************************************************/
/**************************************************************************
* 1、关闭 MMU和CPU 内部指令／数据 （I/D）cache。
* 2、设置 CPU 的速度和时钟频率。
* 3 、RAM 初始化。
****************************************************************************/
cpu_init_crit:
/* flush v4 I/D caches*/
mov r0, #0
mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* flush v3/v4 cache */
/******************************************************************************************************
* MCR 指令用于将ARM 处理器寄存器中的数据传送到协处理器寄存器中，格式为：
* MCR 协处理器编码，协处理器操作码1，源寄存器，目的寄存器1，目的寄存器2，协处理器操作码2。
* 其中协处理器操作码1 和协处理器操作码2 为协处理器将要执行的操作，
* 源寄存器为ARM 处理器的寄存器，目的寄存器1 和目的寄存器2 均为协处理器的寄存器。
******************************************************************************************************/
mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */
/ * disable MMU stuff and caches*/
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
bic r0, r0, #0x00002300 /* clear bits 13, 9:8 (--V- --RS) */
bic r0, r0, #0x00000087 /* clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM) */
orr r0, r0, #0x00000002 /* set bit 2 (A) Align */
orr r0, r0, #0x00001000 /* set bit 12 (I) I-Cache */
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
/ * Go setup Memory and board specific bits prior to relocation.*/
mov ip, lr /* perserve link reg across call */
bl lowlevel_init /* go setup pll,mux,memory */ /* 位于u-boot-1.1.6/board/xxx(开发板目录名称)/lowlevel_init.S */
mov lr, ip /* restore link */
mov pc, lr /* back to my caller */ /* 从cpu_init_crit子函数返回 */
/*************************************************************************
*
* Interrupt handling
*
*************************************************************************/
@ IRQ stack frame.
#define S_FRAME_SIZE 72
#define S_OLD_R0 68
#define S_PSR 64
#define S_PC 60
#define S_LR 56
#define S_SP 52
#define S_IP 48
#define S_FP 44
#define S_R10 40
#define S_R9 36
#define S_R8 32
#define S_R7 28
#define S_R6 24
#define S_R5 20
#define S_R4 16
#define S_R3 12
#define S_R2 8
#define S_R1 4
#define S_R0 0
#define MODE_SVC 0x13
#define I_BIT 0x80
/*
* use bad_save_user_regs for abort/prefetch/undef/swi ...
* use irq_save_user_regs / irq_restore_user_regs for IRQ/FIQ handling
*/
.macro bad_save_user_regs
@ carve out a frame on current user stack
sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
stmia sp, {r0 - r12} @ Save user registers (now in svc mode) r0-r12
ldr r2, _armboot_start
sub r2, r2, #(CONFIG_STACKSIZE+CFG_MALLOC_LEN)
sub r2, r2, #(CFG_GBL_DATA_SIZE+8) @ set base 2 words into abort stack
@ get values for "aborted" pc and cpsr (into parm regs)
ldmia r2, {r2 - r3}
add r0, sp, #S_FRAME_SIZE @ grab pointer to old stack
add r5, sp, #S_SP
mov r1, lr
stmia r5, {r0 - r3} @ save sp_SVC, lr_SVC, pc, cpsr
mov r0, sp @ save current stack into r0 (param register)
.endm
.macro irq_save_user_regs
sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
stmia sp, {r0 - r12} @ Calling r0-r12
@ !!!! R8 NEEDS to be saved !!!! a reserved stack spot would be good.
add r8, sp, #S_PC
stmdb r8, {sp, lr}^ @ Calling SP, LR
str lr, [r8, #0] @ Save calling PC
mrs r6, spsr
str r6, [r8, #4] @ Save CPSR
str r0, [r8, #8] @ Save OLD_R0
mov r0, sp
.endm
.macro irq_restore_user_regs
ldmia sp, {r0 - lr}^ @ Calling r0 - lr
mov r0, r0
ldr lr, [sp, #S_PC] @ Get PC
add sp, sp, #S_FRAME_SIZE
subs pc, lr, #4 @ return & move spsr_svc into cpsr
.endm
.macro get_bad_stack
ldr r13, _armboot_start @ setup our mode stack
sub r13, r13, #(CONFIG_STACKSIZE+CFG_MALLOC_LEN)
sub r13, r13, #(CFG_GBL_DATA_SIZE+8) @ reserved a couple spots in abort stack
str lr, [r13] @ save caller lr in position 0 of saved stack
mrs lr, spsr @ get the spsr
str lr, [r13, #4] @ save spsr in position 1 of saved stack
mov r13, #MODE_SVC @ prepare SVC-Mode
@ msr spsr_c, r13
msr spsr, r13 @ switch modes, make sure moves will execute
mov lr, pc @ capture return pc
movs pc, lr @ jump to next instruction & switch modes.
.endm
.macro get_irq_stack @ setup IRQ stack
ldr sp, IRQ_STACK_START
.endm
.macro get_fiq_stack @ setup FIQ stack
ldr sp, FIQ_STACK_START
.endm
/*
* exception handlers
*/
.align 5 /*‘.align 5’向后移动位置计数器直至32(2^5)的倍数（计数器的最低的5位为0）。如果地址已经是32倍数，则无需移动。*/
undefined_instruction:
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl do_undefined_instruction
.align 5
software_interrupt:
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl do_software_interrupt
.align 5
prefetch_abort:
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl do_prefetch_abort
.align 5
data_abort:
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl do_data_abort
.align 5
not_used:
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl do_not_used
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
.align 5
irq:
get_irq_stack
irq_save_user_regs
bl do_irq
irq_restore_user_regs
.align 5
fiq:
get_fiq_stack
/* someone ought to write a more effiction fiq_save_user_regs */
irq_save_user_regs
bl do_fiq
irq_restore_user_regs
#else
.align 5
irq:
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl do_irq
.align 5
fiq:
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl do_fiq
#endif
4、U-Boot启动内核分析
加载内核映像和根文件系统映像，规划它们的内存占用布局：
这里包括两个方面：(1)内核映像所占用的内存范围；（2）根文件系统所占用的内存范围。在规划内存占用的布局时，主要考虑基地址和映像的大小两个
方面。
对于内核映像，一般将其拷贝到从(MEM_START＋0x8000) 这个基地址开始的大约1MB大小的内存范围内(嵌入式 Linux 的内核一般都不操过 1MB)。
为什么要把从 MEM_START 到 MEM_START＋0x8000 这段 32KB 大小的内存空出来呢？这是因为 Linux 内核要在这段内存中放置一些全局数据结
构，如：启动参数和内核页表等信息。而对于根文件系统映像，则一般将其拷贝到 MEM_START+0x0010,0000 开始的地方。如果用 Ramdisk 作为根文
件系统映像，则其解压后的大小一般是1MB。
应该说，在将内核映像和根文件系统映像拷贝到 RAM 空间中后，就可以准备启动 Linux 内核了。但是在调用内核之前，应该作一步准备工作，即：设
置 Linux 内核的启动参数。
调用内核：
Boot Loader 调用 Linux 内核的方法是直接跳转到内核的第一条指令处，也即直接跳转到 MEM_START＋0x8000 地址处。在跳转时，下列条件要满足：
1． CPU 寄存器的设置：
R0＝0；
R1＝机器类型 ID；关于 Machine Type Number，可以参见 linux/arch/arm/tools/mach-types。
R2＝启动参数标记列表在 RAM 中起始基地址；
2． CPU 模式：
必须禁止中断（IRQs和FIQs）；
CPU 必须 SVC 模式；
3． Cache 和 MMU 的设置：
MMU 必须关闭；
指令 Cache 可以打开也可以关闭；
数据 Cache 必须关闭；
/*
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* Wolfgang Denk, DENX Software Engineering, .
*
* (C) Copyright 2002
* Sysgo Real-Time Solutions, GmbH <>
* Marius Groeger <>
*
* See file CREDITS for list of people who contributed to this
* project.
*
* This program is free software; you can redistribute it and/or
* modify it under the terms of the GNU General Public License as
* published by the Free Software Foundation; either version 2 of
* the License, or (at your option) any later version.
*
* This program is distributed in the hope that it will be useful,
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
* GNU General Public License for more details.
*
* You should have received a copy of the GNU General Public License
* along with this program; if not, write to the Free Software
* Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
* MA 02111-1307 USA
*/
/*
* To match the U-Boot user interface on ARM platforms to the U-Boot
* standard (as on PPC platforms), some messages with debug character
* are removed from the default U-Boot build.
*
* Define DEBUG here if you want additional info as shown below
* printed upon startup:
*
* U-Boot code: 00F00000 -> 00F3C774 BSS: -> 00FC3274
* IRQ Stack: 00ebff7c
* FIQ Stack: 00ebef7c
*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#ifdef CONFIG_DRIVER_SMC91111
#include "../drivers/smc91111.h"
#endif
#ifdef CONFIG_DRIVER_LAN91C96
#include "../drivers/lan91c96.h"
#endif
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)
void nand_init (void);
#endif
ulong monitor_flash_len;
#ifdef CONFIG_HAS_DATAFLASH
extern int AT91F_DataflashInit(void);
extern void dataflash_print_info(void);
#endif
#ifndef CONFIG_IDENT_STRING
#define CONFIG_IDENT_STRING ""
#endif
const char version_string[] =
U_BOOT_VERSION" (" __DATE__ " - " __TIME__ ")"CONFIG_IDENT_STRING;
#ifdef CONFIG_DRIVER_CS8900
extern void cs8900_get_enetaddr (uchar * addr);
#endif
#ifdef CONFIG_DRIVER_RTL8019
extern void rtl8019_get_enetaddr (uchar * addr);
#endif
/*
* Begin and End of memory area for malloc(), and current "brk"
*/
static ulong mem_malloc_start = 0;
static ulong mem_malloc_end = 0;
static ulong mem_malloc_brk = 0;
static
void mem_malloc_init (ulong dest_addr)
{
mem_malloc_start = dest_addr;
mem_malloc_end = dest_addr + CFG_MALLOC_LEN;
mem_malloc_brk = mem_malloc_start;
memset ((void *) mem_malloc_start, 0,
mem_malloc_end - mem_malloc_start);
}
void *sbrk (ptrdiff_t increment)
{
ulong old = mem_malloc_brk;
ulong new = old + increment;
if ((new < mem_malloc_start) || (new > mem_malloc_end)) {
return (NULL);
}
mem_malloc_brk = new;
return ((void *) old);
}
/************************************************************************
* Init Utilities *
************************************************************************
* Some of this code should be moved into the core functions,
* or dropped completely,
* but let's get it working (again) first...
*/
static int init_baudrate (void)
{
char tmp[64]; /* long enough for environment variables */
int i = getenv_r ("baudrate", tmp, sizeof (tmp));
gd->bd->bi_baudrate = gd->baudrate = (i > 0)
? (int) simple_strtoul (tmp, NULL, 10)
: CONFIG_BAUDRATE;
return (0);
}
static int display_banner (void)
{
printf ("\n\n%s\n\n", version_string);
debug ("U-Boot code: %08lX -> %08lX BSS: -> %08lX\n",
_armboot_start, _bss_start, _bss_end);
#ifdef CONFIG_MODEM_SUPPORT
debug ("Modem Support enabled\n");
#endif
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
debug ("IRQ Stack: %08lx\n", IRQ_STACK_START);
debug ("FIQ Stack: %08lx\n", FIQ_STACK_START);
#endif
return (0);
}
/*
* WARNING: this code looks "cleaner" than the PowerPC version, but
* has the disadvantage that you either get nothing, or everything.
* On PowerPC, you might see "DRAM: " before the system hangs - which
* gives a simple yet clear indication which part of the
* initialization if failing.
*/
static int display_dram_config (void)
{
int i;
#ifdef DEBUG
puts ("RAM Configuration:\n");
for(i=0; i
printf ("Bank #%d: %08lx ", i, gd->bd->bi_dram[i].start);
print_size (gd->bd->bi_dram[i].size, "\n");
}
#else
ulong size = 0;
for (i=0; i
size += gd->bd->bi_dram[i].size;
}
puts("DRAM: ");
print_size(size, "\n");
#endif
return (0);
}
#ifndef CFG_NO_FLASH
static void display_flash_config (ulong size)
{
puts ("Flash: ");
print_size (size, "\n");
}
#endif /* CFG_NO_FLASH */
/*
* Breathe some life into the board...
*
* Initialize a serial port as console, and carry out some hardware
* tests.
*
* The first part of initialization is running from Flash memory;
* its main purpose is to initialize the RAM so that we
* can relocate the monitor code to RAM.
*/
/*
* All attempts to come up with a "common" initialization sequence
* that works for all boards and architectures failed: some of the
* requirements are just _too_ different. To get rid of the resulting
* mess of board dependent #ifdef'ed code we now make the whole
* initialization sequence configurable to the user.
*
* The requirements for any new initalization function is simple: it
* receives a pointer to the "global data" structure as it's only
* argument, and returns an integer return code, where 0 means
* "continue" and != 0 means "fatal error, hang the system".
*/
typedef int (init_fnc_t) (void);
int print_cpuinfo (void); /* test-only */
init_fnc_t *init_sequence[] = {
cpu_init, /* basic cpu dependent setup */
board_init, /* basic board dependent setup */
interrupt_init, /* set up exceptions */
env_init, /* initialize environment */
init_baudrate, /* initialze baudrate settings */
serial_init, /* serial communications setup */
console_init_f, /* stage 1 init of console */
display_banner, /* say that we are here */
#if defined(CONFIG_DISPLAY_CPUINFO)
print_cpuinfo, /* display cpu info (and speed) */
#endif
#if defined(CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO)
checkboard, /* display board info */
#endif
dram_init, /* configure available RAM banks */
display_dram_config,
NULL,
};
void start_armboot (void)
{
init_fnc_t **init_fnc_ptr;
char *s;
#ifndef CFG_NO_FLASH
ulong size;
#endif
#if defined(CONFIG_VFD) || defined(CONFIG_LCD)
unsigned long addr;
#endif
/* Pointer is writable since we allocated a register for it */
gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
/* compiler optimization barrier needed for GCC >= 3.4 */
__asm__ __volatile__("": : :"memory");
memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t));
gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t));
monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start;
for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
hang ();
}
}
#ifndef CFG_NO_FLASH
/* configure available FLASH banks */
size = flash_init ();
display_flash_config (size);
#endif /* CFG_NO_FLASH */
#ifdef CONFIG_VFD
# ifndef PAGE_SIZE
# define PAGE_SIZE 4096
# endif
/*
* reserve memory for VFD display (always full pages)
*/
/* bss_end is defined in the board-specific linker script */
addr = (_bss_end + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);
size = vfd_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
#endif /* CONFIG_VFD */
#ifdef CONFIG_LCD
# ifndef PAGE_SIZE
# define PAGE_SIZE 4096
# endif
/*
* reserve memory for LCD display (always full pages)
*/
/* bss_end is defined in the board-specific linker script */
addr = (_bss_end + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);
size = lcd_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
#endif /* CONFIG_LCD */
/* armboot_start is defined in the board-specific linker script */
mem_malloc_init (_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)
puts ("NAND: ");
nand_init(); /* go init the NAND */
#endif
#ifdef CONFIG_HAS_DATAFLASH
AT91F_DataflashInit();
dataflash_print_info();
#endif
/* initialize environment */
env_relocate ();
#ifdef CONFIG_VFD
/* must do this after the framebuffer is allocated */
drv_vfd_init();
#endif /* CONFIG_VFD */
/* IP Address */
gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");
/* MAC Address */
{
int i;
ulong reg;
char *s, *e;
char tmp[64];
i = getenv_r ("ethaddr", tmp, sizeof (tmp));
s = (i > 0) ? tmp : NULL;
for (reg = 0; reg < 6; ++reg) {
gd->bd->bi_enetaddr[reg] = s ? simple_strtoul (s, &e, 16) : 0;
if (s)
s = (*e) ? e + 1 : e;
}
#ifdef CONFIG_HAS_ETH1
i = getenv_r ("eth1addr", tmp, sizeof (tmp));
s = (i > 0) ? tmp : NULL;
for (reg = 0; reg < 6; ++reg) {
gd->bd->bi_enet1addr[reg] = s ? simple_strtoul (s, &e, 16) : 0;
if (s)
s = (*e) ? e + 1 : e;
}
#endif
}
devices_init (); /* get the devices list going. */
#ifdef CONFIG_CMC_PU2
load_sernum_ethaddr ();
#endif /* CONFIG_CMC_PU2 */
jumptable_init ();
console_init_r (); /* fully init console as a device */
#if defined(CONFIG_MISC_INIT_R)
/* miscellaneous platform dependent initialisations */
misc_init_r ();
#endif
/* enable exceptions */
enable_interrupts ();
/* Perform network card initialisation if necessary */
#ifdef CONFIG_DRIVER_TI_EMAC
extern void emac_set_mac_addr (const char *addr);
if (getenv ("ethaddr")) {
emac_set_mac_addr(gd->bd->bi_enetaddr);
}
#endif
#ifdef CONFIG_DRIVER_CS8900
cs8900_get_enetaddr (gd->bd->bi_enetaddr);
#endif
#if defined(CONFIG_DRIVER_SMC91111) || defined (CONFIG_DRIVER_LAN91C96)
if (getenv ("ethaddr")) {
smc_set_mac_addr(gd->bd->bi_enetaddr);
}
#endif /* CONFIG_DRIVER_SMC91111 || CONFIG_DRIVER_LAN91C96 */
/* Initialize from environment */
if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {
load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
}
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NET)
if ((s = getenv ("bootfile")) != NULL) {
copy_filename (BootFile, s, sizeof (BootFile));
}
#endif /* CFG_CMD_NET */
#ifdef BOARD_LATE_INIT
board_late_init ();
#endif
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NET)
#if defined(CONFIG_NET_MULTI)
puts ("Net: ");
#endif
eth_initialize(gd->bd);
#endif
/* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */
for (;;) {
main_loop ();
}
/* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */
}
void hang (void)
{
puts ("### ERROR ### Please RESET the board ###\n");
for (;;);
}
#ifdef CONFIG_MODEM_SUPPORT
static inline void mdm_readline(char *buf, int bufsiz);
/* called from main loop (common/main.c) */
extern void dbg(const char *fmt, ...);
int mdm_init (void)
{
char env_str[16];
char *init_str;
int i;
extern char console_buffer[];
extern void enable_putc(void);
extern int hwflow_onoff(int);
enable_putc(); /* enable serial_putc() */
#ifdef CONFIG_HWFLOW
init_str = getenv("mdm_flow_control");
if (init_str && (strcmp(init_str, "rts/cts") == 0))
hwflow_onoff (1);
else
hwflow_onoff(-1);
#endif
for (i = 1;;i++) {
sprintf(env_str, "mdm_init%d", i);
if ((init_str = getenv(env_str)) != NULL) {
serial_puts(init_str);
serial_puts("\n");
for(;;) {
mdm_readline(console_buffer, CFG_CBSIZE);
dbg("ini%d: [%s]", i, console_buffer);
if ((strcmp(console_buffer, "OK") == 0) ||
(strcmp(console_buffer, "ERROR") == 0)) {
dbg("ini%d: cmd done", i);
break;
} else /* in case we are originating call ... */
if (strncmp(console_buffer, "CONNECT", 7) == 0) {
dbg("ini%d: connect", i);
return 0;
}
}
} else
break; /* no init string - stop modem init */
udelay(100000);
}
udelay(100000);
/* final stage - wait for connect */
for(;i > 1;) { /* if 'i' > 1 - wait for connection
message from modem */
mdm_readline(console_buffer, CFG_CBSIZE);
dbg("ini_f: [%s]", console_buffer);
if (strncmp(console_buffer, "CONNECT", 7) == 0) {
dbg("ini_f: connected");
return 0;
}
}
return 0;
}
/* 'inline' - We have to do it fast */
static inline void mdm_readline(char *buf, int bufsiz)
{
char c;
char *p;
int n;
n = 0;
p = buf;
for(;;) {
c = serial_getc();
/* dbg("(%c)", c); */
switch(c) {
case '\r':
break;
case '\n':
*p = '\0';
return;
default:
if(n++ > bufsiz) {
*p = '\0';
return; /* sanity check */
}
*p = c;
p++;
break;
}
}
}
#endif /* CONFIG_MODEM_SUPPORT */
