Uboot启动流程分析（基于u-boot1.1.4）.doc
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Uboot启动流程分析（基于u-boot1.1.4）
先分析一下u-boot启动的两个阶段，分别对应start.S和board.c这两个文件。
先看board/smsk2410/u-boot.lds这个链接脚本，可以知道目标程序的各部分链接顺序。
OUTPUT_FORMAT（"elf32-littlearm","elf32-littlearm","elf32-littlearm"）
/*OUTPUT_FORMAT（"elf32-arm","elf32-arm","elf32-arm"）*/
OUTPUT_ARCH（arm）
ENTRY（_start）
SECTIONS
{
.=0x00000000;/*指定可执行image文件的全局入口点，通常这个地址都放在ROM（flash）0x0位置。
必须使编译器知道这个地址，通常都是修改此处来完成*/
.=ALIGN（4）;
.text:
{
cpu/arm920t/start.o（.text）
*（.text）
}
.=ALIGN（4）;
.rodata:
{*（.rodata）}
.=ALIGN（4）;
.data:
{*（.data）}
.=ALIGN（4）;
.got:
{*（.got）}
.=.;
__u_boot_cmd_start=.;
.u_boot_cmd:
{*（.u_boot_cmd）}
__u_boot_cmd_end=.;
.=ALIGN（4）;
__bss_start=.;
.bss:
{*（.bss）}
_end=.;
}
第一个要链接的是cpu/arm920t/start.o，那么U-Boot的入口指令一定位于这个程序中。
下面详细分析一下程序跳转和函数的调用关系以及函数实现。
1．Stage1：
cpu/arm920t/start.S
这个汇编程序是U-Boot的入口程序，开头就是复位向量的代码。
U-Boot启动代码流程图
_start:
breset//复位向量;;设置异常向量表
ldrpc,_undefined_instruction
ldrpc,_software_interrupt
ldrpc,_prefetch_abort
ldrpc,_data_abort
ldrpc,_not_used
ldrpc,_irq//中断向量
ldrpc,_fiq//中断向量
…
/*theactualresetcode*/
reset:
//复位启动子程序
/*设置CPU为SVC32模式*/
mrsr0,cpsr
bicr0,r0,#0x1f;;位清除，将某些位的值置0：
r0=r0AND（!
0x1f）
orrr0,r0,#0xd3;;逻辑或，将r0与立即数进行逻辑或，放在r0中（第一个）
msrcpsr,r0
/*关闭看门狗*/
/*turnoffthewatchdog*/
#ifdefined（CONFIG_S3C2400）
#definepWTCON0x15300000
#defineINTMSK0x14400008/*Interupt-Controllerbaseaddresses*/
#defineCLKDIVN0x14800014/*clockdivisorregister*/
#elifdefined（CONFIG_S3C2410）
#definepWTCON0x53000000
#defineINTMSK0x4A000008/*Interupt-Controllerbaseaddresses*/
#defineINTSUBMSK0x4A00001C
#defineCLKDIVN0x4C000014/*clockdivisorregister*/
#endif
#ifdefined（CONFIG_S3C2400）||defined（CONFIG_S3C2410）
ldrr0,=pWTCON
movr1,#0x0
strr1,[r0]
/*禁止所有中断和设置CPU频率*/
/*
*maskallIRQsbysettingallbitsintheINTMR-default
*/
movr1,#0xffffffff
ldrr0,=INTMSK
strr1,[r0]
#ifdefined（CONFIG_S3C2410）
ldrr1,=0x3ff
ldrr0,=INTSUBMSK
strr1,[r0]
#endif
/*FCLK:
HCLK:
PCLK=1:
2:
4*/;;FCLK用于CPU，HCLK用于AHB，PCLK用于APB
/*defaultFCLKis120MHz!
*/
ldrr0,=CLKDIVN;;根据硬件手册来设置CLKDIVN寄存器
movr1,#3;;用户手册的推荐值
strr1,[r0]
#endif/*CONFIG_S3C2400||CONFIG_S3C2410*/
/*这些初始化代码在系统重起的时候执行，运行时热复位从RAM中启动不执行*/
/*
*wedosys-criticalinitsonlyatreboot,
*notwhenbootingfrom
*/
#ifndefCONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
blcpu_init_crit;;跳转去初始化CPU
#endif
;;#ifdefCONFIG_INIT_CRITICAL原文中的，估计是1.1.16版本的
;;blcpu_init_crit
;;#endif
/*CPU和RAM两个关键的初始化子程序*/
/*初始化CPU*/
cpu_init_crit:
/*
*flushv4I/Dcaches设置CP15
*/
movr0,#0
mcrp15,0,r0,c7,c7,0/*flushv3/v4cache*/;;使I/Dcache失效：
将寄存器r0的数据传送到协处理器p15的c7中。
C7寄存器位对应cp15中的cache控制寄存器
mcrp15,0,r0,c8,c7,0/*flushv4TLB*/;;使TLB操作寄存器失效：
将r0数据送到cp15的c8、c7中。
C8对应TLB操作寄存器
/*
*disableMMUstuffandcaches禁止MMU和caches
*/
mrcp15,0,r0,c1,c0,0;;先把c1和c0寄存器的各位置0（r0=0）
bicr0,r0,#0x00002300@clearbits13,9:
8（--V---RS）
bicr0,r0,#0x00000087@clearbits7,2:
0（B----CAM）;;这里我本来有个疑问：
为什么要分开设置。
因为arm汇编要求的立即数格式所决定的
orrr0,r0,#0x00000002@setbit2（?
?
）（A）Align;;上一条已经设置bit1为0，这一条又设置为1？
？
orrr0,r0,#0x00001000@setbit12（I）I-Cache
mcrp15,0,r0,c1,c0,0;;用上面（见下面）设定的r0的值设置c1？
？
（cache类型寄存器）和c0（control字寄存器），以下为c0的位定义
;;bit8:
0=DisableSystemprotection
;;bit9:
0=DisableROMprotection
;;bit0:
0=MMUdisabled
;;bit1:
0=Faultcheckingdisabled禁止纠错
;;bit2:
0=Datacachedisabled
;;bit7:
0=Little-endianoperation
;;bit12:
1=Instructioncacheenabled
/*配置内存区控制寄存器？
？
有待分析，是1.1.4版本的
*beforerelocating,wehavetosetupRAMtiming
*becausememorytimingisboard-dependend,youwill
*findalowlevel_init.Sinyourboarddirectory.
*/
movip,lr
bllowlevel_init;;位于board/smdk2410/lowlevel_init.S：
用于完成芯片存储器的初始化，执行完成后返回
movlr,ip
movpc,lr
relocate:
/*把U-Boot重新定位到RAM*/
adrr0,_start/*r0是代码的当前位置*/;;adr伪指令，汇编器自动通过当前PC的值算出如果执行到_start时PC的值，放到r0中：
当此段在flash中执行时r0=_start=0；当此段在RAM中执行时_start=_TEXT_BASE（在board/smdk2410/config.mk中指定的值为0x33F80000，即u-boot在把代码拷贝到RAM中去执行的代码段的开始）
ldrr1,_TEXT_BASE/*测试判断是从Flash启动，还是RAM*/;;此句执行的结果r1始终是0x33FF80000，因为此值是又编译器指定的（ads中设置，或-D设置编译器参数）
cmpr0,r1/*比较r0和r1，调试的时候不要执行重定位*/
beqstack_setup/*如果r0等于r1，跳过重定位代码*/
/*准备重新定位代码*/;;以上确定了复位启动代码是在flash中执行的（是系统重启，而不是软复位），就需要把代码拷贝到RAM中去执行，以下为计算即将拷贝的代码的长度
ldrr2,_armboot_start;;前面定义了，就是_start
ldrr3,_bss_start;;所谓bss段，就是未被初始化的静态变量存放的地方，这个地址是如何的出来的？
根据board/sms
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