经典Uboot4启动流程代码注释.docx
《经典Uboot4启动流程代码注释.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《经典Uboot4启动流程代码注释.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
经典Uboot4启动流程代码注释
U-Boot启动第一阶段代码分析：
（1）设置异常向量（cpu/arm920t/start.S）
.globl_start
_start:
bstart_code/*复位*/
ldrpc,_undefined_instruction/*未定义指令向量*/
ldrpc,_software_interrupt/*软件中断向量*/
ldrpc,_prefetch_abort/*预取指令异常向量*/
ldrpc,_data_abort/*数据操作异常向量*/
ldrpc,_not_used/*未使用*/
ldrpc,_irq/*irq中断向量*/
ldrpc,_fiq/*fiq中断向量*/
/*中断向量表入口地址*/
_undefined_instruction:
.wordundefined_instruction
_software_interrupt:
.wordsoftware_interrupt
_prefetch_abort:
.wordprefetch_abort
_data_abort:
.worddata_abort
_not_used:
.wordnot_used
_irq:
.wordirq
_fiq:
.wordfiq
.balignl16,0xdeadbeef
（2）CPU进入SVC模式（cpu/arm920t/start.S）
start_code:
/*setthecputoSVC32mode*/
mrsr0,cpsr
bicr0,r0,#0x1f/*工作模式位清零*/
orrr0,r0,#0xd3/*工作模式位设置为“10011”（管理模式），并将中断禁止位和快中断禁止位置1*/
msrcpsr,r0
（3）设置控制寄存器地址（cpu/arm920t/start.S）
#ifdefined（CONFIG_S3C2400）
#definepWTCON0x15300000
#defineINTMSK0x14400008
#defineCLKDIVN0x14800014
#else/*s3c2410与s3c2440下面4个寄存器地址相同*/
#definepWTCON0x53000000/*WATCHDOG控制寄存器地址*/
#defineINTMSK0x4A000008/*INTMSK寄存器地址*/
#defineINTSUBMSK0x4A00001C/*INTSUBMSK寄存器地址*/
#defineCLKDIVN0x4C000014/*CLKDIVN寄存器地址*/
#endif
（4）关闭看门狗（cpu/arm920t/start.S）
ldrr0,=pWTCON
movr1,#0x0
strr1,[r0]/*看门狗控制器的最低位为0时，看门狗不输出复位信号*/
（5）屏蔽中断（cpu/arm920t/start.S）
/*maskallIRQsbysettingallbitsintheINTMR–default*/
movr1,#0xffffffff/*某位被置1则对应的中断被屏蔽*/
ldrr0,=INTMSK/*中断源寄存器*/
strr1,[r0]
#ifdefined（CONFIG_S3C2440）
ldrr1,=0x7fff
ldrr0,=INTSUBMSK/*子中断源寄存器*/
strr1,[r0]
#endif
（6）设置MPLLCON、PLLCON、CLKDIVN（cpu/arm920t/start.S）
#ifdefined（CONFIG_S3C2440）【这个变量在哪里定义？
】
#defineMPLLCON0x4C000004
#defineUPLLCON0x4C000008
ldrr0,=CLKDIVN
movr1,#5
strr1,[r0]
ldrr0,=MPLLCON
ldrr1,=0x7F021
strr1,[r0]
ldrr0,=UPLLCON
ldrr1,=0x38022
strr1,[r0]
#else
/*FCLK:
HCLK:
PCLK=1:
2:
4*/
/*defaultFCLKis120MHz!
*/
ldrr0,=CLKDIVN
movr1,#3
strr1,[r0]
#endif
CPU上电几毫秒后，晶振输出稳定，FCLK=Fin（晶振频率），CPU开始执行指令。
但实际上，FCLK可以高于Fin，为了提高系统时钟，需要用软件来启用PLL。
这就需要设置CLKDIVN，MPLLCON，UPLLCON这3个寄存器。
（7）关闭MMU，cache（cpu/arm920t/start.S）
#ifndefCONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT【是不是跳过低水平初始化？
】
blcpu_init_crit【它不是函数，它是个代码段，在start.S】
#endif
cpu_init_crit这段代码在U-Boot正常启动时才需要执行，若将U-Boot从RAM中启动则应该注释掉这段代码。
下面分析一下cpu_init_crit到底做了什么：
320#ifndefCONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
321cpu_init_crit:
322/*
323*使数据cache与指令cache无效*/
324*/
325movr0,#0
326mcrp15,0,r0,c7,c7,0/*向c7写入0将使ICache与DCache无效*/
327mcrp15,0,r0,c8,c7,0/*向c8写入0将使TLB失效*/
328
329/*
330*禁止MMU的功能和高速缓存
331*/
332mrcp15,0,r0,c1,c0,0/*读出控制寄存器到r0中*/
333bicr0,r0,#0x00002300@clearbits13,9:
8（--V---RS）
334bicr0,r0,#0x00000087@clearbits7,2:
0（B----CAM）
335orrr0,r0,#0x00000002@setbit2（A）Align
336orrr0,r0,#0x00001000@setbit12（I）I-Cache
337mcrp15,0,r0,c1,c0,0/*保存r0到控制寄存器*/
339/*
340*在拷贝代码之前，必须设置RAM的时序
341*因为内存的时序是板时效关系，你会发现lowlevel_init.S，在你的板子目录。
343*/
344movip,lr
345
346bllowlevel_init【位置=/board/GT2440/lowlevel_init.S】
347
348movlr,ip
349movpc,lr
350#endif/*CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT*/
代码中的c0，c1，c7，c8都是ARM920T的协处理器CP15的寄存器。
其中c7是cache控制寄存器，c8是TLB控制寄存器。
325~327行代码将0写入c7、c8，使Cache，TLB内容无效。
第332~337行代码关闭了MMU。
这是通过修改CP15的c1寄存器来实现的。
（8）初始化RAM控制寄存器（board/samsung/mini2440/lowlevel_init.S）
由于内存初始化是依赖于开发板的，因此lowlevel_init的代码一般放在board下面相应的目录中。
45#defineBWSCON0x48000000/*13个存储控制器的开始地址*/
……
129_TEXT_BASE:
130.wordTEXT_BASE
132.globllowlevel_init
133lowlevel_init:
134/*存储器控制设置*/
135/*maker0relativethecurrentlocationsothatit*/
136/*readsSMRDATAoutofFLASHratherthanmemory!
*/
137ldrr0,=SMRDATA
138ldrr1,_TEXT_BASE
139subr0,r0,r1/*SMRDATA减_TEXT_BASE就是13个寄存器的偏移地址*/
140ldrr1,=BWSCON/*BusWidthStatusController*/
141addr2,r0,#13*4
1420:
143ldrr3,[r0],#4/*将13个寄存器的值逐一赋值给对应的寄存器*/
144strr3,[r1],#4
145cmpr2,r0
146bne0b
147
148/*现在一切都很好*/
149movpc,lr
150
151.ltorg
152/*文字池起源*/
153
154SMRDATA:
/*下面是13个寄存器的值*/
155.word……
156.word……
……
lowlevel_init初始化了13个寄存器来实现RAM时钟的初始化。
lowlevel_init函数对于U-Boot从NANDFlash或NORFlash启动的情况都是有效的。
board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o将被链接到cpu/arm920t/start.o后面，因此board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o也在U-Boot的前4KB的代码中。
由于NORFlash的开始地址是0，而U-Boot的加载到内存的起始地址是TEXT_BASE，SMRDATA标号在Flash的地址就是SMRDATA－TEXT_BASE。
（9）复制U-Boot第二阶段代码到RAM（cpu/arm920t/start.S）[配置nand启动]
cpu/arm920t/start.S原来的代码是只支持从NORFlash启动的，经过修改现在U-Boot在NORFlash和NANDFlash上都能启动了，实现的思路是这样的：
blbBootFrmNORFlash/*判断U-Boot是在NANDFlash还是NORFlash启动*/
cmpr0,#0/*r0存放bBootFrmNORFlash函数返回值，若返回0表
示NANDFlash启动，否则表示在NORFlash启动*/
beqnand_boot/*跳转到NANDFlash启动代码*/
/*NORFlash启动的代码*/
Bstack_setup/*跳过NANDFlash启动的代码*/
nand_boot:
/*NANDFlash启动的代码*/
stack_setup:
/*其他代码*/
bBootFrmNORFlash函数在board/samsung/mini2440/nand_read.c中定义。
intbBootFrmNORFlash（void）
{
volatileunsignedint*pdw=（volatileunsignedint*）0;
unsignedintdwVal;
dwVal=*pdw;/*先记录下原来的数据*/
*pdw=0x12345678;
if（*pdw!
=0x12345678）/*写入失败，说明是在NORFlash启动*/
{
return1;
}
else/*写入成功，说明是在NANDFlash启动*/
{
*pdw=dwVal;/*恢复原来的数据*/
return0;
}
}
下面来分析NORFlash启动部分代码：
208adrr0,_start/*r0<-currentpositionofcode*/
209ldrr1,_TEXT_BASE/*testifwerunfromflashorRAM*/
/*判断U-Boot是否是下载到RAM中运行，若是，则不用再复制到RAM中了，这种情况通常在调试U-Boot时才发生*/
210cmpr0,r1/*_start等于_TEXT_BASE说明是下载到RAM中运行*/
211beqstack_setup
212/*以下直到nand_boot标号前都是NORFlash启动的代码*/
213ldrr2,_armboot_start
214ldrr3,_bss_start
215subr2,r3,r2/*r2<-sizeofarmboot*/
216addr2,r0,r2/*r2<-sourceendaddress*/
217/*搬运U-Boot自身到RAM中*/
218copy_loop:
219ldmiar0!
{r3-r10}/*从地址为[r0]的NORFlash中读入8个字的数据*/
220stmiar1!
{r3-r10}/*将r3至r10寄存器数据复制给地址为[r1]的内存*/
221cmpr0,r2/*untilsourceendaddreee[r2]*/
222blecopy_loop
223bstack_setup/*跳过NANDFlash启动的代码*/
下面再来分析NANDFlash启动部分代码：
nand_boot:
movr1,#NAND_CTL_BASE
ldrr2,=（（7<<12）|（7<<8）|（7<<4）|（0<<0））
strr2,[r1,#oNFCONF]/*设置NFCONF寄存器*/
/*设置NFCONT，初始化ECC编/解码器，禁止NANDFlash片选*/
ldrr2,=（（1<<4）|（0<<1）|（1<<0））
strr2,[r1,#oNFCONT]
ldrr2,=（0x6）/*设置NFSTAT*/
strr2,[r1,#oNFSTAT]
/*复位命令，第一次使用NANDFlash前复位*/
movr2,#0xff
strbr2,[r1,#oNFCMD]
movr3,#0
/*为调用C函数nand_read_ll准备堆栈*/
ldrsp,DW_STACK_START
movfp,#0
/*下面先设置r0至r2，然后调用nand_read_ll函数将U-Boot读入RAM*/
ldrr0,=TEXT_BASE/*目的地址：
U-Boot在RAM的开始地址*/
movr1,#0x0/*源地址：
U-Boot在NANDFlash中的开始地址*/
movr2,#0x30000/*复制的大小，必须比u-boot.bin文件大，并且必须是NANDFlash块大小的整数倍，这里设置为0x30000（192KB）*/
blnand_read_ll/*跳转到nand_read_ll函数，开始复制U-Boot到RAM*/
tstr0,#0x0/*检查返回值是否正确*/
beqstack_setup
bad_nand_read:
loop2:
bloop2//infiniteloop
.align2
DW_STACK_START:
.wordSTACK_BASE+STACK_SIZE-4
其中NAND_CTL_BASE，oNFCONF等在include/configs/mini2440.h中定义如下：
#defineNAND_CTL_BASE0x4E000000//NANDFlash控制寄存器基址
#defineSTACK_BASE0x33F00000//栈基地址baseaddressofstack
#defineSTACK_SIZE0x8000//栈长度
#defineoNFCONF0x00/*NFCONF相对于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#defineoNFCONT0x04/*NFCONT相对于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#defineoNFADDR0x0c/*NFADDR相对于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#defineoNFDATA0x10/*NFDATA相对于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#defineoNFCMD0x08/*NFCMD相对于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#defineoNFSTAT0x20/*NFSTAT相对于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#defineoNFECC0x2c/*NFECC相对于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
（10）设置堆栈（cpu/arm920t/start.S）
/*设置堆栈*/
stack_setup:
ldrr0,_TEXT_BASE/*upper128KiB:
relocateduboot*/
subr0,r0,#CONFIG_SYS_MALLOC_LEN/*堆区*/
subr0,r0,#CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE/*跳过全局数据区*/
#ifdefCONFIG_USE_IRQ
subr0,r0,#（CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ）
#endif
subsp,r0,#12/*从中断栈删除3字*/
（11）清除BSS段（cpu/arm920t/start.S）
clear_bss:
ldrr0,_bss_start/*BSS段开始地址，在u-boot.lds中指定*/
ldrr1,_bss_end/*BSS段结束地址，在u-boot.lds中指定*/
movr2,#0x00000000
clbss_l:
strr2,[r0]/*将bss段清零*/
addr0,r0,#4
cmpr0,r1
bleclbss_l
（12）跳转到第二阶段代码入口（cpu/arm920t/start.S）
ldrpc,_start_armboot
_start_armboot:
.wordstart_armboot/*跳转到第二阶段代码入口start_armboot处*/
U-Boot启动第二阶段代码分析：
voidstart_armboot（void）;//（lib_arm/board.c）236行，是第二阶段代码的入口；
staticintdisplay_banner（void）;//（lib_arm/board.c）
staticintdisplay_dram_config（void）;//（lib_arm/board.c）
staticvoiddisplay_flash_config（ulongsize）;//（lib_arm/board.c）
voidmain_loop（void）;//（common/main.c）
这些函数在start_armboot（）函数中被调用，用紫色标记出来了。
===================================================================================
U-Boot使用了一个结构体gd_t来存储全局数据区的数据，这个结构体在include/asm-arm/global_data.h中定义如下：
typedefstructglobal_data{
bd_t*bd;
unsignedlongflags;
unsignedlongbaudrate;
unsignedlonghave_console;/*串口初始化是被调用*/
unsignedlongreloc_off;/*重定位偏移*/
unsignedlongenv_addr;/*环境变量结构体的地址*/
unsignedlongenv_valid;/*环境变量校验有效吗？
*/
unsignedlongfb_base;/*帧缓冲器得基地址*/
#ifdefCONFIG_VFD
unsignedcharvfd_type;/*显示类型*/
#endif
#if0
unsignedlongcpu_clk;/*CPU时钟*/
unsignedlongbus_clk;
unsignedlongram_size;/*RAM尺寸*/
unsignedlongreset_status;/*在启动时，复位状态寄存器*/
#endif
void**jt;/*跳跃表*/
}gd_t;
U-Boot使用了一个存储在寄存器中的指针gd来记录全局数据区的地址：
#defineDECLARE_GLOBAL_DATA_PTRregistervolatilegd_t*gdasm（"r8"）
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR定义一个gd_t全局数据结构的指针，这个指针存放在指定的寄存器r8中。
这个声明也避免编译器把r8分配给其它的变量。
任何想要访问全局数据区的代码，只要代码开头加入“DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR”一行代码，然后就可以使用gd指针来访问全局数据区了。
【貌似移植Uboot时需要使用全局数据区，在使用前添加了DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR】
======================================
升级会员 