Uboot启动流程Word文件下载.docx

1、 ldr pc, _data_abort /* 数据操作专门向量 */ ldr pc, _not_used /* 未使用 */ ldr pc, _irq /* irq中断向量 */ ldr pc, _fiq /* fiq中断向量 */* 中断向量表入口地址 */_undefined_instruction: .word undefined_instruction_software_interrupt: .word software_interrupt_prefetch_abort: .word prefetch_abort_data_abort: .word data_abort_not_us

2、ed: .word not_used_irq: .word irq_fiq: .word fiq .balignl 16,0xdeadbeef 以上代码设置了ARM专门向量表，各个专门向量介绍如下：表 2.1 ARM专门向量表地址专门进入模式描述0x00000000复位治理模式复位电平有效时，产生复位专门，程序跳转到复位处理程序处执行0x00000004未定义指令未定义模式遇到不能处理的指令时，产生未定义指令专门0x00000008软件中断执行SWI指令产生，用于用户模式下的程序调用特权操作指令0x0000000c预存指令中止模式处理器预取指令的地址不存在，或该地址不承诺当前指令访咨询，产生指

3、令预取中止专门0x00000010数据操作处理器数据访咨询指令的地址不存在，或该地址不承诺当前指令访咨询时，产生数据中止专门0x00000014未使用0x00000018IRQ外部中断要求有效，且CPSR中的I位为0时，产生IRQ专门0x0000001cFIQ快速中断要求引脚有效，且CPSR中的F位为0时，产生FIQ专门 在cpu/arm920t/start.S中还有这些专门对应的专门处理程序。当一个专门产生时，CPU依照专门号在专门向量表中找到对应的专门向量，然后执行专门向量处的跳转指令，CPU就跳转到对应的专门处理程序执行。 其中复位专门向量的指令“b start_code”决定了U-Bo

4、ot启动后将自动跳转到标号“start_code”处执行。（2）CPU进入SVC模式start_code: /* * set the cpu to SVC32 mode */ mrs r0, cpsr bic r0, r0, #0x1f /*工作模式位清零 */ orr r0, r0, #0xd3 /*工作模式位设置为“10011”（治理模式），并将中断禁止位和快中断禁止位置1 */ msr cpsr, r0 以上代码将CPU的工作模式位设置为治理模式，并将中断禁止位和快中断禁止位置一，从而屏蔽了IRQ和FIQ中断。（3）设置操纵寄存器地址# if defined（CONFIG_S3C2400

5、）# define pWTCON 0x15300000 # define INTMSK 0x14400008 # define CLKDIVN 0x14800014 #else /* s3c2410与s3c2440下面4个寄存器地址相同 */# define pWTCON 0x53000000 /* WATCHDOG操纵寄存器地址 */# define INTMSK 0x4A000008 /* INTMSK寄存器地址 */# define INTSUBMSK 0x4A00001C /* INTSUBMSK寄存器地址 */# define CLKDIVN 0x4C000014 /* CLKDIV

6、N寄存器地址 */# endif 对与s3c2440开发板，以上代码完成了WATCHDOG，INTMSK，INTSUBMSK，CLKDIVN四个寄存器的地址的设置。各个寄存器地址参见参考文献4 。（4）关闭看门狗 ldr r0, =pWTCON mov r1, #0x0 str r1, r0 /* 看门狗操纵器的最低位为0时，看门狗不输出复位信号 */ 以上代码向看门狗操纵寄存器写入0，关闭看门狗。否则在U-Boot启动过程中，CPU将不断重启。（5）屏蔽中断 * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default mov r1,

7、#0xffffffff /* 某位被置1则对应的中断被屏蔽 */ ldr r0, =INTMSK str r1, r0 INTMSK是主中断屏蔽寄存器，每一位对应SRCPND（中断源引脚寄存器）中的一位，讲明SRCPND相应位代表的中断要求是否被CPU所处理。 依照参考文献4，INTMSK寄存器是一个32位的寄存器，每位对应一个中断，向其中写入0xffffffff就将INTMSK寄存器全部位置一，从而屏蔽对应的中断。# if defined（CONFIG_S3C2440） ldr r1, =0x7fff ldr r0, =INTSUBMSK str r1, r0 INTSUBMSK每一位对应S

8、UBSRCPND中的一位，讲明SUBSRCPND相应位代表的中断要求是否被CPU所处理。 依照参考文献4，INTSUBMSK寄存器是一个32位的寄存器，然而只使用了低15位。向其中写入0x7fff确实是将INTSUBMSK寄存器全部有效位（低15位）置一，从而屏蔽对应的中断。（6）设置MPLLCON,UPLLCON, CLKDIVN # if defined（CONFIG_S3C2440） #define MPLLCON 0x4C000004 #define UPLLCON 0x4C000008 ldr r0, =CLKDIVN mov r1, #5 ldr r0, =MPLLCON ldr

9、r1, =0x7F021 ldr r0, =UPLLCON ldr r1, =0x38022 # else /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */ /* default FCLK is 120 MHz ! ldr r0, =CLKDIVN mov r1, #3#endif CPU上电几毫秒后，晶振输出稳固，FCLK=Fin（晶振频率），CPU开始执行指令。但实际上，FCLK能够高于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。 CLKDIVN寄存器用于设置FCLK，HCLK，PCLK三者间的比例，能够

10、依照表2.2来设置。表 2.2 S3C2440 的CLKDIVN寄存器格式CLKDIVN位讲明初始值HDIVN2:100 : HCLK = FCLK/1.01 : HCLK = FCLK/2.10 : HCLK = FCLK/4 （当 CAMDIVN9 = 0 时）HCLK= FCLK/8 （当 CAMDIVN9 = 1 时）11 : HCLK = FCLK/3 （当 CAMDIVN8 = 0 时）HCLK = FCLK/6 （当 CAMDIVN8 = 1时）00PDIVN00: PCLK = HCLK/1 1: PCLK = HCLK/2 设置CLKDIVN为5，就将HDIVN设置为二进制的

11、10，由于CAMDIVN9没有被改变过，取默认值0，因此HCLK = FCLK/4。PDIVN被设置为1，因此PCLK= HCLK/2。因此分频比FCLK:4:8 。 MPLLCON寄存器用于设置FCLK与Fin的倍数。MPLLCON的位19:12称为MDIV，位9:4称为PDIV，位1:0称为SDIV。 关于S3C2440，FCLK与Fin的关系如下面公式： MPLL（FCLK） = （2mFin）/（p） 其中： m=MDIC+8，p=PDIV+2，s=SDIV MPLLCON与UPLLCON的值能够依照参考文献4中“PLL VALUE SELECTION TABLE”设置。该表部分摘录如

12、下：表 2.3 举荐PLL值输入频率输出频率MDIVPDIVSDIV12.0000MHz48.00 MHz56（0x38）2405.00 MHz127（0x7f）1 当mini2440系统主频设置为405MHZ，USB时钟频率设置为48MHZ时，系统能够稳固运行，因此设置MPLLCON与UPLLCON为： MPLLCON=（0x7f12） | （0x024） | （0x01） = 0x7f021 UPLLCON=（0x384） | （0x02） = 0x38022（7）关闭MMU，cache 接着往下看：#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT bl cpu_init

13、_crit 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 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT321 cpu_init_crit:322 /*323 * 使数据cache与指令cache无效 */324 */ 325 mov r0, #0326 mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* 向c7写入0将使ICache与DCache无效*/327 mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* 向c8写入0

14、将使TLB失效 */328 329 /*330 * disable MMU stuff and caches331 */332 mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 /* 读出操纵寄存器到r0中 */333 bic r0, r0, #0x00002300 clear bits 13, 9:8 （-V- -RS）334 bic r0, r0, #0x00000087 clear bits 7, 2:0 （B- -CAM）335 orr r0, r0, #0x00000002 set bit 2 （A） Align336 orr r0, r0, #0x00001000 set bit

15、 12 （I） I-Cache337 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 /* 储存r0到操纵寄存器 */338 339 /*340 * before relocating, we have to setup RAM timing341 * because memory timing is board-dependend, you will342 * find a lowlevel_init.S in your board directory.343 */344 mov ip, lr345 346 bl lowlevel_init347 348 mov lr, ip349 mo

16、v pc, lr350 #endif /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */ 代码中的c0，c1，c7，c8差不多上ARM920T的协处理器CP15的寄存器。其中c7是cache操纵寄存器，c8是TLB操纵寄存器。325327行代码将0写入c7、c8，使Cache，TLB内容无效。 第332337行代码关闭了MMU。这是通过修改CP15的c1寄存器来实现的，先看CP15的c1寄存器的格式（仅列出代码中用到的位）：表 2.3 CP15的c1寄存器格式（部分）1514131211109876543.VIRSBCAM 各个位的意义如下：V : 表示专门向量表所在的位置，0：专

17、门向量在0x00000000；1：专门向量在 0xFFFF0000I : 0 ：关闭ICaches；1 ：开启ICachesR、S : 用来与页表中的描述符一起确定内存的访咨询权限B :CPU为小字节序； CPU为大字节序C : 0：关闭DCaches；开启DCachesA :数据访咨询时不进行地址对齐检查；数据访咨询时进行地址对齐检查M :关闭MMU；开启MMU 332337行代码将c1的 M位置零，关闭了MMU。（8）初始化RAM操纵寄存器 其中的lowlevel_init就完成了内存初始化的工作，由于内存初始化是依靠于开发板的，因此lowlevel_init的代码一样放在board下面相

18、应的名目中。关于mini2440，lowlevel_init在board/samsung/mini2440/lowlevel_init.S中定义如下：45 #define BWSCON 0x48000000 /* 13个储备操纵器的开始地址 */129 _TEXT_BASE:130 .word TEXT_BASE131 132 .globl lowlevel_init133 lowlevel_init:134 /* memory control configuration */135 /* make r0 relative the current location so that it */1

19、36 /* reads SMRDATA out of FLASH rather than memory !137 ldr r0, =SMRDATA138 ldr r1, _TEXT_BASE139 sub r0, r0, r1 /* SMRDATA减 _TEXT_BASE确实是13个寄存器的偏移地址 */140 ldr r1, =BWSCON /* Bus Width Status Controller */141 add r2, r0, #13*4142 0:143 ldr r3, r0, #4 /*将13个寄存器的值逐一赋值给对应的寄存器*/144 str r3, r1, #4145 cm

20、p r2, r0146 bne 0b147 148 /* everything is fine now */149 mov pc, lr150 151 .ltorg152 /* the literal pools origin */153 154 SMRDATA: /* 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函数关于U-Boot从NAND Flash或NOR Flash启动的情形差不多上有效的。 U-Boot.lds链接脚本有如下代码： board/samsung/m

21、ini2440/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。 U-Boot在NAND Flash启动时，lowlevel_init.o将自动被读取到CPU内部4KB的内部RAM中。因此第137146行的代码将从CPU内部RAM中复制寄存器的值到相应的寄存器中。 关于U-Boot在NOR Flash启动的情形，由于U-Boot连接时确定的地址是U-Boot在内存中的地址，而现在U-Boot还在NOR Flash中，因此还需要在NOR Flas

22、h中读取数据到RAM中。 由于NOR Flash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的地址确实是SMRDATATEXT_BASE。 综上所述，lowlevel_init的作用确实是将SMRDATA开始的13个值复制给开始地址BWSCON的13个寄存器，从而完成了储备操纵器的设置。（9）复制U-Boot第二时期代码到RAM cpu/arm920t/start.S原先的代码是只支持从NOR Flash启动的，通过修改现在U-Boot在NOR Flash和NAND Flash上都能启动了，实现的思路是如此的： bl bBootFrm

23、NORFlash /* 判定U-Boot是在NAND Flash依旧NOR Flash启动 */ cmp r0, #0 /* r0存放bBootFrmNORFlash函数返回值，若返回0表示NAND Flash启动，否则表示在NOR Flash启动 */ beq nand_boot /* 跳转到NAND Flash启动代码 */* NOR Flash启动的代码 */ b stack_setup /* 跃过NAND Flash启动的代码 */nand_boot:/* NAND Flash启动的代码 */stack_setup: /* 其他代码 */ 其中bBootFrmNORFlash函数作用是

24、判定U-Boot是在NAND Flash启动依旧NOR Flash启动，若在NOR Flash启动则返回1，否则返回0。依照ATPCS规则，函数返回值会被存放在r0寄存器中，因此调用bBootFrmNORFlash函数后依照r0的值就能够判定U-Boot在NAND Flash启动依旧NOR Flash启动。bBootFrmNORFlash函数在board/samsung/mini2440/nand_read.c中定义如下：int bBootFrmNORFlash（void） volatile unsigned int *pdw = （volatile unsigned int *）0; uns

25、igned int dwVal; dwVal = *pdw; /* 先记录下原先的数据 */ *pdw = 0x12345678; if （*pdw != 0x12345678） /* 写入失败，讲明是在NOR Flash启动 */ return 1; else /* 写入成功，讲明是在NAND Flash启动 */ *pdw = dwVal; /* 复原原先的数据 */ return 0; 关于从NAND Flash启动的情形，其开始4KB的代码会被自动复制到CPU内部4K内存中，因此能够通过直截了当赋值的方法来修改。 关于从NOR Flash启动的情形，NOR Flash的开始地址即为0，

26、必须通过一定的命令序列才能向NOR Flash中写数据，因此能够依照这点差不来辨论是从NAND Flash依旧NOR Flash启动：向地址0写入一个数据，然后读出来，假如发觉写入失败的确实是NOR Flash，否则确实是NAND Flash。 下面来分析NOR Flash启动部分代码：208 adr r0, _start /* r0 - current position of code */209 ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */* 判定U-Boot是否是下载到RAM中运行，若是，则不用 再复制到RAM中了，这种情形通常在调试U-Boot时才发生 */210 cmp r0, r1 /*_start等于_TEXT_BASE讲明是下载到RAM中运行 */211 beq stack_setup212 /* 以下直到nand_boot标号前差不多上NOR Flash启动的代码 */213 ldr r2, _armboot_start214 ldr r3, _bss_start215 sub r2, r3, r2