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分类: LINUX

2009-05-26 16:36:33

 
一下是个人在学习uboot 是 阅读时的一点笔记

大多数bootloader都分为stage1stage2两部分,u-boot也不例外。依赖于CPU体系结构的代码(如设备初始化代码等)通常都放在stage1且可以用汇编语言来实现,而stage2则通常用C语言来实现,这样可以实现复杂的功能,而且有更好的可读性和移植性。

1Stage1  start.S代码结构

u-bootstage1代码通常放在start.S文件中,他用汇编语言写成,其主要代码部分如下:

1)定义入口。由于一个可执行的Image必须有一个入口点,并且只能有一个全局入口,通常这个入口放在ROMFlash)的0x0地址,因此,必须通知编译器以使其知道这个入口,该工作可通过修改连接器脚本来完成。

2)设置异常向量(Exception Vector)。

3)设置CPU的速度、时钟频率及终端控制寄存器。

4)初始化内存控制器。

5)将ROM中的程序复制到RAM中。

6)初始化堆栈。

7)转到RAM中执行,该工作可使用指令ldr pc来完成。

2Stage2  C语言代码部分

lib_arm/board.c中的start arm bootC语言开始的函数也是整个启动代码中C语言的主函数,同时还是整个u-bootarmboot)的主函数,该函数只要完成如下操作:

1)调用一系列的初始化函数。

2)初始化Flash设备。

3)初始化系统内存分配函数。

4)如果目标系统拥有NAND设备,则初始化NAND设备。

5)如果目标系统有显示设备,则初始化该类设备。

6)初始化相关网络设备,填写IPMAC地址等。

7)进去命令循环(即整个boot的工作循环),接受用户从串口输入的命令,然后进行相应的工作。

/*
 *  armboot - Startup Code for ARM920 CPU-core
 *
 *  Copyright (c) 2001 Marius Gr鰃er <
>
 *  Copyright (c) 2002 Alex Z黳ke <
>
 *  Copyright (c) 2002 Gary Jennejohn <
>
 *
 * 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
 */

#include
#include

/*
 *************************************************************************
 *
 * Jump vector table as in table 3.1 in [1]
 *
 *************************************************************************
 */

.globl _start        //入口处 _start
_start: b       reset //异常向量表的定义  跳转到reset 处执行
 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
 .balignl 16,0xdeadbeef

/*
 *************************************************************************
 *
 * Startup Code (reset vector)
 *
 * do important init only if we don't start from memory!
 * relocate armboot to ram
 * setup stack
 * jump to second stage
 *
 *************************************************************************
 */
_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

/*
 * the actual reset code
 */
reset:
 /*
  * set the cpu to SVC32 mode
  */
 mrs r0,cpsr                   //读取cpsr 寄存器的值到r0中
 bic r0,r0,#0x1f               //将后5为清0
 orr r0,r0,#0xd3               //设置为SVC32模式
 msr cpsr,r0                   //将设置好的写回cprs
/* turn off the watchdog */
#if defined(CONFIG_S3C2400)
# define pWTCON  0x15300000
# define INTMSK  0x14400008 /* Interupt-Controller base addresses */
# define CLKDIVN 0x14800014 /* clock divisor register */
#elif defined(CONFIG_S3C2410)
# define pWTCON  0x53000000
# define INTMSK  0x4A000008 /* Interupt-Controller base addresses */
# define INTSUBMSK 0x4A00001C
# define CLKDIVN 0x4C000014 /* clock divisor register */
#endif
#if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)

/************关闭看门狗***************/


 ldr     r0, =pWTCON          
 mov     r1, #0x0
 str     r1, [r0]
 /*
  * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default
  */
/****************禁止所有中断*******************/
 mov r1, #0xffffffff          
 ldr r0, =INTMSK
 str r1, [r0]
# if defined(CONFIG_S3C2410)
 ldr r1, =0x3ff
 ldr r0, =INTSUBMSK
 str r1, [r0]
# endif
 /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */
 /* default FCLK is 120 MHz ! */
/*************设置系统频率******************/
 ldr r0, =CLKDIVN             
 mov r1, #3
 str r1, [r0]
#endif /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 */
 /*
  * we do sys-critical inits only at reboot,
  * not when booting from ram!
  */
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 bl cpu_init_crit
#endif
#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
/*****************************************************************************
*_TEXT_BASE 定义于 board\架构\config.mk 中 根据自己的架构需要改动
******************************************************************************/
relocate:                    //拷贝uboot到RAM
 adr r0, _start              //将当前的代码赋值给RO
 ldr r1, _TEXT_BASE          //将起始地址赋值给r1
 cmp     r0, r1              //比较r0 和 r1 的大小
 beq     stack_setup    
/****************************************************************************      *_armboot_start 和 _bss_start 段的 board\架构\u-boot.lds中
*****************************************************************************/                          
 ldr r2, _armboot_start    //将armboot 赋值给 r2
 ldr r3, _bss_start       //将bss起始地址赋值给r3  
 sub r2, r3, r2          //因为bss_start 是armboot 的结束地址 故r2为armboot的大小      
 add r2, r0, r2          //指向结束地址、
/************************************************************************/
//循环拷贝数据
copy_loop:
 ldmia r0!, {r3-r10}  /* copy from source address [r0]    */
 stmia r1!, {r3-r10}  /* copy to   target address [r1]    */
 cmp r0, r2   /* until source end addreee [r2]    */
 ble copy_loop
/********************************************************/
#endif /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
 /* Set up the stack          */
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    */
clear_bss:
 ldr r0, _bss_start  /* find start of bss segment */
 ldr r1, _bss_end  /* stop here  */
 mov  r2, #0x00000000  /* clear  */
clbss_l:str r2, [r0]  /* clear loop... */
 add r0, r0, #4
 cmp r0, r1
 ble clbss_l
#if 0
 /* try doing this stuff after the relocation */
 ldr     r0, =pWTCON
 mov     r1, #0x0
 str     r1, [r0]
 /*
  * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default
  */
 mov r1, #0xffffffff
 ldr r0, =INTMR
 str r1, [r0]
 /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */
 /* default FCLK is 120 MHz ! */
 ldr r0, =CLKDIVN
 mov r1, #3
 str r1, [r0]
 /* END stuff after relocation */
#endif
 ldr pc, _start_armboot
_start_armboot: .word start_armboot

/*
 *************************************************************************
 *
 * CPU_init_critical registers
 *
 * setup important registers
 * setup memory timing
 *
 *************************************************************************
 */

#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
/************cpu初始化*****************/
cpu_init_crit:
 /*
  * flush v4 I/D caches
  */
/***********关键寄存器初始化**************/
 mov r0, #0
 mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* flush v3/v4 cache */
 mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */
 /*
  * disable MMU stuff and caches
  */
/***************禁止MMU和cache**********************/
 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
 /*
  * before relocating, we have to setup RAM timing
  * because memory timing is board-dependend, you will
  * find a lowlevel_init.S in your board directory.
  */
 mov ip, lr
 bl lowlevel_init
 mov lr, ip
 mov pc, lr
#endif /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */
/*
 *************************************************************************
 *
 * 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
 sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
 stmia sp, {r0 - r12}   @ Calling 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
 ldmia r2, {r2 - r3}   @ get pc, cpsr
 add r0, sp, #S_FRAME_SIZE  @ restore sp_SVC
 add r5, sp, #S_SP
 mov r1, lr
 stmia r5, {r0 - r3}   @ save sp_SVC, lr_SVC, pc, cpsr
 mov r0, sp
 .endm
 .macro irq_save_user_regs
 sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
 stmia sp, {r0 - r12}   @ Calling r0-r12
 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 / spsr
 mrs lr, spsr
 str     lr, [r13, #4]
 mov r13, #MODE_SVC   @ prepare SVC-Mode
 @ msr spsr_c, r13
 msr spsr, r13
 mov lr, pc
 movs pc, lr
 .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
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
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