1.2 uboot分析之start.S详细分析（1）

1.2 uboot之start.S源码详细分析

     本文详细分析start.s文件--->

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ROM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，这在board/prochip/UB4020/u-boot.lds可以找到，u-boot的程序入口为_start，在cpu/sep4020/start.S中。

1．设置异常向量表

.globl _start                   /* 声明标量是全局函数，CPU加电启动后，就从这里执行代码*/

_start: b reset                                   /* 跳到复位中断开始位置*/

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              /* 未使用异常向量 */

ldr      pc, _irq                   /* 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,oxdeadbeef

.word {,} …              插入一个32位的数据队列。可以使用.word把标识符作为常量使用。

ldr pc,_irq                                                 从内存的某个位置读取数据并且赋值给pc，但是偏移量是那个位置的链接（运行）地址。

.balignl 16,0xdeadbeef                              这条指令把deadbeef字符串填充进去，一共填到地址为16对齐的地方为止。

下面定义了几个全局变量，在后面的代码搬运，申请空间中将会用到：

/*

 *************************************************************************

 *

 * Startup Code (reset vector)

 *

 * do important init only if we don't start from memory!如果不是从内存启动，做一些重要的初始化工作

 * relocate u-boot to ram 搬运u-boot到ram中

 * setup stack 设置堆栈

 * jump to second stage 跳转到第二阶段

 *

 *************************************************************************

 */

 

_TEXT_BASE:

         .word         TEXT_BASE                       //程序在SDRAM运行的起始地址，即链接基地址，在/board/prochip/UB4020/config.mk中定义为0x30700000

.globl _armboot_start

_armboot_start:

         .word _start                                     //程序运行起始地址，其实是FLASH中程序的起始地址

/*

 * These are defined in the board-specific linker script.这些变量定义在板级的链接脚本中

 */

.globl _bss_start

_bss_start:

         .word __bss_start                            //bss段的链接起始地址

.globl _bss_end

_bss_end:

         .word _end                                      //bss段的连接结束地址

        

2．复位时切换到SVC32模式，并设置各个模式下的堆栈

/*

 * the actual reset code 真正的复位代码

 */

 

reset:

         /*stack setup for each mode 设置各个模式下的堆栈*/

        

         /* SVC32 mode*/        

         mrs   r0,cpsr

         bic     r0,r0,#0x1f

         orr     r0,r0,#0x13

         msr   cpsr,r0

//以下这段代码对不是从NAND FLASH启动的代码才有作用，因为从NAND FLASH启动，已经把uboot
//搬运到了SDRAM中。

         ldr     r0, _TEXT_BASE

         sub    r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN                //动态缓冲区和全局环境变量大小

         sub    r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE            //uboot唯一的全局变量区大小

#ifdef CONFIG_USE_IRQ

         sub    r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)

#endif

         sub    sp, r0, #12 

 

 

#ifdef CONFIG_USE_IRQ

         /* IRQ mode*/

         mov  R4, #0xD2

    msr   cpsr, R4  

         ldr     r0, _TEXT_BASE

         sub    r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN

         sub    r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE

         sub    r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_FIQ)

         sub    sp, r0, #12 

        

 

         /* FIQ mode*/

         mov  R4, #0xD1

    msr   cpsr, R4  

         ldr     r0, _TEXT_BASE

         sub    r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN

         sub    r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE

         sub    sp, r0, #12 

#endif

        

         /* ABORT mode*/

         mov  R4, #0xD7

    msr   cpsr, R4  

         ldr     r0, _TEXT_BASE

         sub    r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN

         sub    r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE

         sub    sp, r0, #8

        

         /* UNDEFINE mode*/

         mov  R4, #0xDB

    msr   cpsr, R4  

         ldr     r0, _TEXT_BASE

         sub    r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN

         sub    r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE

         sub    sp, r0, #4

        

         /* SYSTEM mode*/

         mov  R4, #0xDF

    msr   cpsr, R4  

         ldr     r0, _TEXT_BASE

         sub    r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN

         sub    sp, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE

 

         /*Return to SVC mode*/      

         mov  R4, #0xD3

    msr   cpsr, R4

         各模式下堆栈设置完毕之后的内存分布图如下所示：

         注意：ARM是满递减堆栈。。。

 

_TEXT_BASE

CFG_GBL_DATASIZE

CFG_MALLOC_LEN

SP_USR&SP_SYSTEM

4字节

SP_UNDEFINE

4字节

4字节

SP_ABORT

CONFIG_STACKSIZE_FIQ

SP_FIQ

CONFIG_STACKSIZE_IRQ

SP_IRQ

低地址

高地址

_TEXT_BASE

CFG_GBL_DATASIZE

CFG_MALLOC_LEN

SP_USR&SP_SYSTEM

4字节

SP_UNDEFINE

4字节

4字节

SP_ABORT

CONFIG_STACKSIZE_FIQ

SP_FIQ

CONFIG_STACKSIZE_IRQ

SP_IRQ

低地址

高地址

_TEXT_BASE

CFG_GBL_DATASIZE

CFG_MALLOC_LEN

SP_USR&SP_SYSTEM

4字节

SP_UNDEFINE

4字节

4字节

SP_ABORT

CONFIG_STACKSIZE_FIQ

SP_FIQ

CONFIG_STACKSIZE_IRQ

SP_IRQ

低地址

高地址

3．进行CPU初始化（频率、正常模式、打开所有模块、串口、SDRAM时序参数）

         /*

          * we do sys-critical inits only at reboot, 我们只在重新启动的时候才进行系统重要部分初始化

          * not when booting from ram!                从ram中启动的时候不执行

          */

 

#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT   //这个很关键

         bl      cpu_init_crit        //跳转到cpu初始化部分

         /*

          * before relocating, we have to setup RAM timing 在加载之前，先设置RAM的时序

          * because memory timing is board-dependend, you will 因为RAM因板子的不同而不同

          * find a lowlevel_init.S in your board directory. 在你板子目录里找到lowlevel_init.S这个文件

          */

         bl      lowlevel_init        //跳转到配置EMI即SDRAM时序参数部分

#endif

         cpu_init_crit代码如下：

/*

 *************************************************************************

 *

 * CPU_init_critical registers

 *

 * setup important registers   设置重要的寄存器

 * setup memory timing        设置存储器的时序

 *

 *************************************************************************

 */

 

cpu_init_crit:

         /* PLLCON */

         ldr    r0, =0x10001004          /*88M*/

         ldr     r1, =0x400B                

         str     r1, [r0]

 

         ldr    r0, =0x10001014          /*Normal*/

         ldr     r1, =0x1

         str     r1, [r0]

        

         ldr    r0, =0x10001004          /*88M*/              //配置系统频率为88MHZ

         ldr     r1, =0xC00B               

         str     r1, [r0]

 

         ldr    r0, =0x1000100C         /*打开系统所有模块*/

         ldr     r1, =0xFFFFFFFF

         str     r1, [r0]

 

         /*UARTCON*/                     //进行串口的配置

#if 1

         ldr    r0, =0x1000500C         /*databit:8*/

         ldr     r1, =0x83

         str     r1, [r0]

 

         ldr    r0, =0x10005004                   /*baud=9600*/

         ldr     r1, =0x0

         str     r1, [r0]

 

         ldr    r0, =0x10005000

         ldr     r1, =0x2F

         str     r1, [r0]

 

         ldr    r0, =0x1000500C

         ldr     r1, =0x3

         str     r1, [r0]

#endif

         mov  pc, lr                             //程序返回

         以下是low_level_init.S中的lowlevel_init代码

.globl lowlevel_init

lowlevel_init:

    ldr    r4,    =EMI_CSECONF

    ldr    r5,    =0x8ca6a6a1                 //配置SDRAM参数

    str    r5,    [ r4 ]

 

    ldr    r4,    =EMI_SDCONF1

    ldr    r5,    =0x1E184177

    str    r5,    [ r4 ]

 

    ldr    r4,    =EMI_SDCONF2

    ldr    r5,    =0x80001860

    str    r5,    [ r4 ]

        

    mov pc, lr                                //程序返回