U-Boot的移植之(二)进阶篇:从源代码看系统启动过程
来源:互联网 发布:mysql case 编辑:程序博客网 时间:2024/05/24 07:29
U-Boot Practically Porting Guide
Author: Aaron Wong aaronwong@engineer.com
U-Boot的移植之(二)进阶篇:从源代码看系统启动过程
为什么要分析源代码?分析优秀的源代码本身就是一个学习的过程,也是进行深入研究的必经之路。不过在此我们的主要目的并非要研究U-boot或Bootloader技术本身,而仅仅是为了成功的并且恰当的将U-Boot移植到我们的开发板上。只有结合源代码了解了U-boot的系统引导过程,才能在移植和调试过程中保持清晰的思路,才能在碰到困难和问题时从根本上加以解决。
在动手分析之前,至少应该对U-Boot的源代码结构有基本的了解,很多参考书都有这方面的介绍,华清远见的《嵌入式Linux系统开发技术详解——基于ARM》的讲解就比较清晰。
本文以lubbock开发板为例,以系统启动的流程为线索进行纵向分析:后续的移植工作也将以此开发板为模板。Lubbock使用PXA255处理器。
首先要找到程序入口点。从board/lubbock/u-boot.lds可以发现,u-boot的程序入口为_start,在cpu/pxa/start.o当中。因此首先要分析start.S程序,U-Boot中所有的PXA系列的处理器都从这里开始执行第一条语句。
.globl _start
_start: b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
0x0地址开始是ARM异常向量表,学过ARM体系结构与编程的都明白,非常简单,不多废话。一上电的第一条指令是跳转到reset复位处理程序:
reset:
/* 进入SVC模式 */
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
bl cpu_init_crit /* we do sys-critical inits */
#endif
#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
relocate:
......
一般不要定义CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT,因此,接下来跳转到cpu_init_crit处开始执行:
cpu_init_crit:
/* 屏蔽所有中断 */
/* 设置时钟源,关闭除FFUART,SRAM,SDRAM,FLASH以外的外设时钟 */
......
#ifdef CFG_CPUSPEED
ldr r0, CC_BASE /* 时钟控制寄存器基址 */
ldr r1, cpuspeed
/* cpuspeed: .word CFG_CPUSPEED */
str r1, [r0, #CCCR]
mov r0, #2
mcr p14, 0, r0, c6, c0, 0
setspeed_done:
#endif /* CFG_CPUSPEED */
/* 跳转到lowlevel_init,这里ip即r12,用作暂存寄存器 */
mov ip, lr
bl lowlevel_init
mov lr, ip
/* Memory interfaces are working. Disable MMU and enable I-cache. */
ldr r0, =0x2001
......
/* 关闭MMU,使能I-Cache(可选) */
mov pc, lr /* 这里是从cpu_init_crit返回到relocate标号 */
可见,在cpu_init_crit中的主要工作是设置时钟,配置处理器主频(这时CPU的工作频率还没有改变),调用lowlevel_init函数进行底层初始化(包括调整处理器工作频率、系统总线频率、存储器时钟频率以及存储系统的初始化等工作),随后关闭MMU并使能I-Cache,再返回。
lowlevel_init函数在board/lubbock/lowlevel_init.S中定义,其流程都是按照PXA27X的开发手册来的,所以不再赘述。仅指出,其中的寄存器在include/asm-arm/arch-pxa/pxa-regs.h头文件中定义,寄存器初始化值在include/configs/lubbock.h中定义。另外,在后面的实际移植工作中,由于目标板XSBASE270使用的PXA270处理器,可使用adsvix开发板的lowlevel_init.S文件(lubbock中没有开启turbo模式)。
接着程序的执行线索进行分析。从cpu_init_crit返回后就开始relocate(重定位),即将U-boot从FLASH存储器搬运到SDRAM中TEXT_BASE开始的存储空间(TEXT_BASE在board/lubbock/config.mk中定义),并初始化堆栈(清零.bss段),以在SDRAM中开始进入到Bootloader stage 2的C程序入口。Relocate部分开始的代码如下:
/* 之前已定义的部分变量有:
_TEXT_BASE: .word TEXT_BASE
_armboot_start: .word _start
_bss_start: .word __bss_start
_bss_end: .word _end */
relocate: /* relocate U-Boot to RAM */
adr r0, _start /* r0 <- current position of code */
ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */
cmp r0, r1 /* don't reloc during debug */
beq stack_setup
ldr r2, _armboot_start /* 读入_start到r2 */
ldr r3, _bss_start /* 读入__bss_start到r3 */
sub r2, r3, r2 /* r2 <- size of armboot */
add r2, r0, r2 /* r2 <- source end address */
copy_loop:
ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */
stmia r1!, {r3-r10} /* copy to target address [r1] */
cmp r0, r2 /* until source end addreee [r2] */
ble copy_loop
/* Set up the stack */
stack_setup:
ldr r0, _TEXT_BASE /* upper 128 KiB: relocated uboot */
sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* malloc area */
sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
sub sp, r0, #12 /* leave 3 words for abort-stack */
clear_bss:
ldr r0, _bss_start /* find start of bss segment */
ldr r1, _bss_end /* stop here */
mov r2, #0x00000000 /* clear */
clbss_l:str r2, [r0] /* clear loop... */
add r0, r0, #4
cmp r0, r1
ble clbss_l
ldr pc, _start_armboot
_start_armboot: .word start_armboot
这是很经典的一段代码,相信学习凡是过ARM编程的,都分析过这段代码,所以也不再赘述。之所以列出这段代码,一是为了找到C程序入口start_armboot,二是为了给出U-Boot的一个存储器映射图:
这个图可以帮助我们更好地理解后续的C语言代码以及U-Boot对内存的分配与使用情况。
- U-Boot的移植之(二)进阶篇:从源代码看系统启动过程
- U-Boot的移植之(二)进阶篇:从源代码看系统启动过程
- U-Boot的移植之(二)进阶篇:从源代码看系统启动过程
- U-Boot的移植之(二)进阶篇:从源代码看系统启动过程
- u-boot移植之三 uboot-2015.04的移植过程
- 从bootm看u-boot引导内核的过程
- u-boot分析 六 (从code flow看u-boot到kernel的启动过程)
- U-Boot之三:U-Boot移植过程步骤
- 06-S3C2440学习之移植2012u-boot到S3C2440(移植过程二)支持NAND启动
- U-boot移植过程
- U-boot移植过程
- U-boot移植之二:预备知识
- u-boot移植到mini2440之二
- U-boot移植(二)
- U-Boot的移植之(三)实战篇:移植U-Boot到XSBASE270开发板
- U-Boot的移植之(三)实战篇:移植U-Boot到XSBASE270开发板
- U-Boot的移植之(三)实战篇:移植U-Boot到XSBASE270开发板
- mini2440的u-boot-2010.03移植 《二》
- 页面自动刷新
- 技术人员的误区
- Perl 文本预处理
- dll 与 lib 的调用
- javascript window属性和方法
- U-Boot的移植之(二)进阶篇:从源代码看系统启动过程
- 理解IT安全术语“风险”、“威胁”和“漏洞利用”
- javascript中visibility的取值
- JSP新闻系统中最新FCKeditor的调用
- javascript position
- SQL2000无法安装的解决办法
- 双通道内存介绍
- 使用DataReader还是DataSet?
- Serv-U的匿名用户登陆配置