u-boot初始化流程（ARM）

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1.1    U-boot相关文件

boards.cfg:

ARCH = ARM

CPU = ARMv7

SOC = exynos

BOARD = smdkc210

VENDER = samsung

 

files:

Include/configs/smdkc210.h

arch/$(ARCH)/cpu/$(CPU)/start.S

board/$(VENDER)/$(BOARD)/smdkc210.c

arch/$(ARCH)/lib/board.c

arch/$(ARCH)/lib/crto.S

arch/$(ARCH)/lib/relocate.S

1.2    初始化流程

1)       start.S -> _start

2)       start.S -> reset

3)       crt0.S -> _main ==>> board.c -> board_init_f

4)       relocate.S -> relocate_code

5)       crt0.S -> here

6)       board.c -> board_init_r

7)       main.c -> main_loop

1.3    初始化实现（以ARM为例）

《ARM Cortex-A Series Programmer’s Guide》中列出了Cortex-A系列的初始化方法（第十三章：Boot Code）。

ARM启动时，会从异常向量表的reset异常处启动（0或0xffff0000）。对于u-boot，不需要实现所有启动流程，只需要实现几个必须的程：

1) Initialize exception vectors.

1) Initialize the memory system, including the MMU.

1) Initialize core mode stacks and registers.

1) Initialize any critical I/O devices.

1) Call the main()application. 

 

code	comments
.globl _start _start: b    reset     ldr    pc, _undefined_instruction     ldr    pc, _software_interrupt     ldr    pc, _prefetch_abort     ldr    pc, _data_abort     ldr    pc, _not_used     ldr    pc, _irq     ldr    pc, _fiq _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 _pad:            .word 0x12345678 /* now 16*4=64 */   .global _end_vect _end_vect:       .balignl 16,0xdeadbeef	初始化中断向量表 (Initialize exception vectors) 中断向量表
reset:     bl    save_boot_params     /*      * disable interrupts (FIQ and IRQ), also set the cpu to SVC32 mode,      * except if in HYP mode already      */     mrs    r0, cpsr     and    r1, r0, #0x1f        @ mask mode bits     teq    r1, #0x1a        @ test for HYP mode     bicne    r0, r0, #0x1f        @ clear all mode bits     orrne    r0, r0, #0x13        @ set SVC mode     orr    r0, r0, #0xc0        @ disable FIQ and IRQ     msr    cpsr,r0	禁止中断 (FIQ and IRQ), 设置CPU模式为SVC32 (Initialize core mode stacks and registers.)
/* Set V=0 in CP15 SCTRL register - for VBAR to point to vector */     mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 0    @ Read CP15 SCTRL Register     bic    r0, #CR_V        @ V = 0     mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 0    @ Write CP15 SCTRL Register       /* Set vector address in CP15 VBAR register */     ldr    r0, =_start     mcr    p15, 0, r0, c12, c0, 0    @Set VBAR	设置中断向量表 (Initialize exception vectors)
ENTRY(cpu_init_cp15)     /*      * Invalidate L1 I/D      */     mov    r0, #0            @ set up for MCR     mcr    p15, 0, r0, c8, c7, 0    @ invalidate TLBs     mcr    p15, 0, r0, c7, c5, 0    @ invalidate icache     mcr    p15, 0, r0, c7, c5, 6    @ invalidate BP array     mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4    @ DSB     mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 4    @ ISB	Invalidate L1 I/D cache (Initialize the memory system, including the MMU)
/*      * disable MMU stuff and caches      */     mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 0     bic    r0, r0, #0x00002000    @ clear bits 13 (--V-)     bic    r0, r0, #0x00000007    @ clear bits 2:0 (-CAM)     orr    r0, r0, #0x00000002    @ set bit 1 (--A-) Align     orr    r0, r0, #0x00000800    @ set bit 11 (Z---) BTB     orr    r0, r0, #0x00001000    @ set bit 12 (I) I-cache     mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 0     mov    pc, lr            @ back to my caller	禁止 MMU and caches (Initialize the memory system, including the MMU)
ENTRY(_main)  /*  * Set up initial C runtime environment and call board_init_f(0).  */      ldr    sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)     bic    sp, sp, #7    /* 8-byte alignment for ABI compliance */     sub    sp, #GD_SIZE    /* allocate one GD above SP */     bic    sp, sp, #7    /* 8-byte alignment for ABI compliance */     mov    r9, sp        /* GD is above SP */	设置C运行环境 (Initialize core mode stacks and registers.)
mov    r0, #0     bl    board_init_f	调用 board_init_f(0) 对串口进行初始化(Initialize any critical I/O devices)
/*  * Set up intermediate environment (new sp and gd) and call  * relocate_code(addr_moni). Trick here is that we'll return  * 'here' but relocated.  */       ldr    sp, [r9, #GD_START_ADDR_SP]     /* sp = gd->start_addr_sp */     bic    sp, sp, #7    /* 8-byte alignment for ABI compliance */     ldr    r9, [r9, #GD_BD]        /* r9 = gd->bd */     sub    r9, r9, #GD_SIZE        /* new GD is below bd */	设置临时运行环境
adr    lr, here     ldr    r0, [r9, #GD_RELOC_OFF]     /* r0 = gd->reloc_off */     add    lr, lr, r0     ldr    r0, [r9, #GD_RELOCADDR]     /* r0 = gd->relocaddr */     b    relocate_code here:	代码重定向，保证u-boot迁入内存后能够正常运行 (Relocate the code）
ENTRY(c_runtime_cpu_setup) /*  * invalidate I-cache  */     mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0    @ invalidate icache     mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4    @ DSB     mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 4    @ ISB	这几步操作前面已经进行过，感觉可以去掉
/*  * Move vector table  */     /* Set vector address in CP15 VBAR register */     ldr     r0, =_start     mcr     p15, 0, r0, c12, c0, 0  @Set VBAR	This is auto-relocated! This is useful, cause the u-boot has been moved from ROM to RAM, the address of _start has changed. The reall assembly code is below: 由于u-boot经过了重定向，代码位置发生了改变，所以这里需要重新设置VBAR寄存器。 实际的代码如下：       ldr    r0, [pc, #736] 利用PC保证加载的是当前地址，而不是u-boot在ROM中的地址。
ldr    r0, =__bss_start    /* this is auto-relocated! */     ldr    r1, =__bss_end    /* this is auto-relocated! */       mov    r2, #0x00000000    /* prepare zero to clear BSS */   clbss_l:cmp    r0, r1        /* while not at end of BSS */     strlo    r2, [r0]        /* clear 32-bit BSS word */     addlo    r0, r0, #4        /* move to next */     blo    clbss_l	把 .bss 段清零
/* call board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr) */     mov     r0, r9                  /* gd_t */     ldr    r1, [r9, #GD_RELOCADDR]    /* dest_addr */     /* call board_init_r */     ldr    pc, =board_init_r    /* this is auto-relocated! */	调用 board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr它会初始化网口设备，然后调用main_loop进入u-boot控制台。(Call the main()application)

1.4    board_init_f

下面是board_init_f执行的操作。

function	comments
arch_cpu_init	Do nothing on smdkc210
timer_init	Do nothing on smdkc210
env_init	初始化环境变量， 实际上是把default_environment设置到gd->env_addr.  default_environment是一个字符串数组，每一个字符串用一个宏表示，我们通过在“include/configs/smdkc210.h”定义这些宏的方式设置环境变量。
init_baudrate	设置波特率，其实它来自于 gd->baud.
serial_init	调用串口初始化函数
dram_init	设置RAM位置与大小
Set gd.	The most 设置gd表，用于保存配置

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