【一】Uboot-2017.11源码分析启动过程之汇编部分

来源：互联网发布：你别无选择知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/29 02:11

1 设置中断向量表

CPU在上电后，首先从0x0000 0000地址开始执行程序，uboot编译后，在程序的起始地址处存放了中断向量表，该部分代码为汇编语言写的，代码存储于arch\arm\cpu\armv7目录下的start.S中，如下所示：

/*************************************************************************

* Startup Code (reset vector)

* Do important init only if we don't startfrom memory!

* Setup memory and board specific bits priorto relocation.

* Relocate armboot to ram. Setup stack.

*************************************************************************/

.globl reset

.globl save_boot_params_ret

#ifdefCONFIG_ARMV7_LPAE

.global switch_to_hypervisor_ret

#endif

reset:

/* Allow the board to save importantregisters */

b save_boot_params

save_boot_params_ret:

#ifdefCONFIG_ARMV7_LPAE

* check for Hypervisor support

mrc p15,0, r0, c0, c1, 1 @ readID_PFR1

and r0,r0, #CPUID_ARM_VIRT_MASK @ maskvirtualization bits

cmp r0,#(1 << CPUID_ARM_VIRT_SHIFT)

beq switch_to_hypervisor

switch_to_hypervisor_ret:

#endif

第32行，程序一开始声明了三个全局的三个标签reset，ave_boot_params_ret，switch_to_hypervisor_ret，接着开始执行reset标签处的代码，即b save_boot_params，跳转至save_boot_params处，如下所示：

/*************************************************************************

* void save_boot_params(u32 r0, u32 r1, u32r2, u32 r3)

* __attribute__((weak));

* Stack pointer is not yet initialized at thismoment

* Don't save anything to stack even ifcompiled with -O0

*************************************************************************/

ENTRY(save_boot_params)

b save_boot_params_ret @ back to my caller

ENDPROC(save_boot_params)

.weak save_boot_params

#ifdefCONFIG_ARMV7_LPAE

ENTRY(switch_to_hypervisor)

b switch_to_hypervisor_ret

ENDPROC(switch_to_hypervisor)

.weak switch_to_hypervisor

#endif

第115行，在save_boot_params调用了save_boot_params_ret函数，该函数在此处声明为弱函数，当外部有同名函数时，则调用外部的同名函数。再接着判断是否支持Hypervisor功能，如果支持，则调用switch_to_hypervisor函数，同样该函数在此处声明为弱函数。

第56行，如下所示，关闭FIQ和IRQ中断，除非在HYP模式下，否则设置CPU为SVC32模式，

*disable interrupts (FIQ and IRQ), also set the cpu to SVC32 mode,

* exceptif in HYP mode already

mrs r0,cpsr

and r1,r0, #0x1f @ mask mode bits

teq r1,#0x1a @ test for HYP mode

bicne r0,r0, #0x1f @ clear all modebits

orrne r0,r0, #0x13 @ set SVC mode

orr r0,r0, #0xc0 @ disable FIQand IRQ

msr cpsr,r0

第69行，如下所示，设置中断向量表，如果定义了要编译SPL，则将中断向量表地址写入协处理器CP15寄存器中，

* Setup vector:

* (OMAP4 spl TEXT_BASE is not 32 byte aligned.

* Continue to use ROM code vector only inOMAP4 spl)

#if!(defined(CONFIG_OMAP44XX) && defined(CONFIG_SPL_BUILD))

/* Set V=0 in CP15 SCTLR register - for VBAR topoint to vector */

mrc p15,0, r0, c1, c0, 0 @ Read CP15 SCTLRRegister

bic r0,#CR_V @ V = 0

mcr p15,0, r0, c1, c0, 0 @ Write CP15 SCTLRRegister

/* Set vector address in CP15 VBAR register */

ldr r0,=_start

mcr p15,0, r0, c12, c0, 0 @Set VBAR

#endif

第81行，如下所示，判断是否跳过LOWLEVEL_INIT的初始化和LOWLEVEL_INIT_ONLY，不跳过则分别调用cpu_init_cp15和cpu_init_crit，执行完成这两个函数后，则跳转至_main函数中。

/* the mask ROM code should have PLL and othersstable */

#ifndefCONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT

bl cpu_init_cp15

#ifndefCONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT_ONLY

bl cpu_init_crit

#endif

bl _main

在cpu_init_cp15函数中，完成了关闭L1 I/D，MMU和caches，开启I-cache，除非定义了CONFIG_SYS_ICACHE_OFF则不开启。

在cpu_init_crit函数中，第317行，跳转至lowlevel_init函数，该函数定义于不同board的不同的初始化函数中。

#if!defined(CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT) && \

!defined(CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT_ONLY)

/*************************************************************************

* CPU_init_critical registers

* setup important registers

* setup memory timing

*************************************************************************/

ENTRY(cpu_init_crit)

* Jumpto board specific initialization...

* TheMask ROM will have already initialized

* basicmemory. Go here to bump up clock rate and handle

* wakeup conditions.

b lowlevel_init @ go setup pll,mux,memory

ENDPROC(cpu_init_crit)

#endif

lowlevel_init函数实现于board\samsung\smdkc100目录下的lowlevel.S中，第19行，这该函数中，主要实现了如下功能：

a、关闭看门狗；

b、设置SRAM；

c、设置三组中断源；

d、关闭所有中断；

e、设置所有中断为IRQ；

f、清除中断挂起位；

g、调用uart_asm_init函数；

h、调用tzpc_asm_init函数；

i、初始化内核和总线的时钟。

第124行，在uart_asm_init函数中，初始化了UART的引脚；第136行，在tzpc_asm_init函数中，初始化了TZPC。

_main函数实现于arch\arm\lib目录下的crt0.S中，在第67行，指定了ENTRY(_main)入口函数名为，该函数主要实现了初始化C语言的运行环境以及调用board_init_f(0)函数。

接下来详细介绍下该函数的具体实现：

#ifdefined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK)

ldr r0,=(CONFIG_SPL_STACK)

#else

ldr r0,=(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)

#endif

bic r0,r0, #7 /* 8-byte alignment for ABIcompliance */

mov sp,r0

bl board_init_f_alloc_reserve

mov sp,r0

/* set up gd here, outside any C code */

mov r9,r0

bl board_init_f_init_reserve

mov r0,#0

bl board_init_f

首先判断是否定义了CONFIG_SPL_BUILD和CONFIG_SPL_STACK两个宏定义，如果有，则完成以下操作：

加载CONFIG_SPL_STACK宏的数据到r0寄存器，否则使用CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR这个宏定义，再通过mov sp, r0设置好堆栈，接着调用board_init_f_alloc_reserve函数，紧接着调用board_init_f_init_reserve函数，再接着r0寄存器赋值为0，并调用board_init_f函数，传入的参数为r0，即传入0作为参数。

如果没有定义CONFIG_SPL_BUILD，则完成如下操作：

#if !defined(CONFIG_SPL_BUILD)

* Set up intermediate environment (new sp andgd) and call

* relocate_code(addr_moni). Trick here is thatwe'll return

* 'here' but relocated.

ldr r0,[r9, #GD_START_ADDR_SP] /* sp =gd->start_addr_sp */

bic r0,r0, #7 /* 8-byte alignment for ABIcompliance */

mov sp,r0

ldr r9,[r9, #GD_BD] /* r9 =gd->bd */

sub r9,r9, #GD_SIZE /* new GD isbelow bd */

adr lr,here

ldr r0,[r9, #GD_RELOC_OFF] /* r0 =gd->reloc_off */

add lr,lr, r0

#ifdefined(CONFIG_CPU_V7M)

orr lr,#1 /* Asrequired by Thumb-only */

#endif

ldr r0,[r9, #GD_RELOCADDR] /* r0= gd->relocaddr */

b relocate_code

here:

* now relocate vectors

bl relocate_vectors

/* Set up final(full) environment */

bl c_runtime_cpu_setup /* we still call old routine here */

#endif

加载GD_START_ADDR_SP宏定义的至作为堆栈地址，即sp =gd->start_addr_sp，此处会用到几个外部定义的宏GD_BD、GD_SIZE、GD_RELOC_OFF、GD_RELOCADDR，接着调用relocate_code函数，再紧接着调用了relocate_vectors重定向了中断向量表，最后调用了c_runtime_cpu_setup完成没有使用SPL情况下，C语言运行环境的搭建。

#if!defined(CONFIG_SPL_BUILD) || defined(CONFIG_SPL_FRAMEWORK)

# ifdefCONFIG_SPL_BUILD

/* Use a DRAM stack for the rest of SPL, ifrequested */

bl spl_relocate_stack_gd

cmp r0,#0

movne sp,r0

movne r9,r0

# endif

ldr r0,=__bss_start /* this is auto-relocated!*/

#ifdefCONFIG_USE_ARCH_MEMSET

ldr r3,=__bss_end /* this isauto-relocated! */

mov r1,#0x00000000 /* prepare zero toclear BSS */

subs r2,r3, r0 /* r2 = memset len */

bl memset

#else

ldr r1,=__bss_end /* this isauto-relocated! */

mov r2,#0x00000000 /* prepare zero toclear BSS */

clbss_l:cmp r0, r1 /*while not at end of BSS */

#ifdefined(CONFIG_CPU_V7M)

itt lo

#endif

strlo r2,[r0] /* clear 32-bit BSSword */

addlo r0,r0, #4 /* move to next */

blo clbss_l

#endif

#if ! defined(CONFIG_SPL_BUILD)

blcoloured_LED_init

blred_led_on

#endif

第122行，如上所示，如果没有定义CONFIG_SPL_BUILD这个宏，或定义了CONFIG_SPL_FRAMEWORK，则完成以上操作，具体为如果定义了CONFIG_SPL_BUILD，则将调用spl_relocate_stack_gd函数，如果有需要的话，可以使用DRAM的栈。紧接着对bss段进行初始化为0。再接着判断如果没有定义CONFIG_SPL_BUILD这个宏，则调用coloured_LED_init和red_led_on两个函数。

第155行，如下所示，最后调用board_init_r这个函数，这个函数GD_RELOCADDR这个宏定义作为函数的第二个参数。

/* call board_init_r(gd_t *id, ulongdest_addr) */

mov r0, r9 /* gd_t */

ldr r1,[r9, #GD_RELOCADDR] /* dest_addr */

/* call board_init_r */

#ifCONFIG_IS_ENABLED(SYS_THUMB_BUILD)

ldr lr,=board_init_r /* this is auto-relocated!*/

bx lr

#else

ldr pc,=board_init_r /* this is auto-relocated!*/

#endif

/* we should not return here. */