u-boot 1.1.6 第一阶段引导地址的问题

uboot的引导阶段分为2个阶段，在第一阶段所有的寻址方式都是相对PC寻址，所以不管代码在什么地址都可以正确的运行，第一阶段还实现搬运代码到sdram，然后再跳转到第二阶段的入口地址，跳转后这时pc将指向sdram。

uboot第一阶段部分反汇编代码

u-boot: file format elf32-littlearm
Disassembly of section .text:
33f80000 <_start>:
*/
.globl _start
_start:	b reset
33f80000:	ea000012 b	33f80050
ldr	pc, _undefined_instruction
33f80004:	e59ff014 ldr	pc, [pc, #20]	; 33f80020 <_undefined_instruction>
ldr	pc, _software_interrupt
33f80008:	e59ff014 ldr	pc, [pc, #20]	; 33f80024 <_software_interrupt>
......
......
reset:
/*
* set the cpu to SVC32 mode
*/
mrs	r0,cpsr
33f80050:	e10f0000 	mrs	r0, CPSR
bic	r0,r0,#0x1f
33f80054:	e3c0001f 	bic	r0, r0, #31	; 0x1f
orr	r0,r0,#0xd3
......
......

由于arm多级流水线所以PC指向当前指令向下偏移2条指令(8 bytes)，下文PC指向当前指令的地址

如果是norflash系统加电后PC=0，如果是s3c则进入steppingstone，然后执行第一句跳转指令

33f80000: ea000012 b 33f80050

这条指令的机器码是：0xea000012

跳转指令B，BL格式如下

Cond

1

0

l

L

Offset

In arm state, bit[1:0] are zero and bits[31:2] contain the PC. IN THUMB state, bit[0] is zero and bits[31:1] contain the PC.

arm state：ALIGN（4）

thumb state：ALIGN（2）

指令操作的伪代码:

if L == 1 then

LR = address of the instruction after branch instruction

PC = PC+ OFFSET << 2

也就是说b,bl指令只能跳到可以被4整除的内存地址处去执行，因此汇编源文件里经常看到.align n的语句

指向该指令时PC=0，PC = PC + 0x8 + 0x12 * 4； PC=0x50，指向reset代码，

而0x12是链接时计算出来的值，该偏移量与地址无关。

同理：

33f80004: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 33f80020 <_undefined_instruction>

LDR指令格式

This addressing mode(mode 2) calculates an address by adding or subtracting the value of an immediate offset to or from the value of base register Rn

Syntax

[, #+/-]

where:

Specifies the register containing the base address.

Specifies the immediate offset used with the value of Rn to form the address.

Operation

if U == 1 then

address = Rn + offset_12

else /* U == 0 */

address = Rn - offset_12

所以该指令执行的效果后

PC = 【PC + 0x08 + offset_12】; PC = 【PC + 0x20】

PC的值等于PC+0x20内存地址的值

【总结】

B，Bl，LDR的地址访问方式是通过在当前值加一个偏移地址，反汇编的源码是在链接地址的基础上展开的，查看机器码可以发现代码的指向是通过相对偏移来实现的。

start.s的反汇编

./cpu/arm920t/start.o: file format elf32-littlearm
Disassembly of section .text:
00000000 <_start>:
0: ea000012 b 50
4: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 20 <_undefined_instruction>
8: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 24 <_software_interrupt>
......
......
00000050 :
50: e10f0000 mrs r0, CPSR
54: e3c0001f bic r0, r0, #31 ; 0x1f
58: e38000d3 orr r0, r0, #211 ; 0xd3
5c: e129f000 msr CPSR_fc, r0
60: e3a00453 mov r0, #1392508928 ; 0x53000000
......
......

对比uboot的反汇编代码发现机器码完全一样，被改变只是链接地址，所以程序不管是在什么地址都可以正确运行，也就是所说的地址无关代码，当然只是第一阶段引导代码。

如果代码是通过调试器运行的话，仿真器对sdram做好初始化，那么所有计算出的加载地址等于链接地址,程序运行地址等于33f80000