uboot 分析之一 start.S
来源:互联网 发布:通过交换数据位运算 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 08:22
最近给 Mini6410 添加开机启动画面和操作系统未启动时充电管理画面。使用的平台是友善的mini6410。
由于操作系统未启动,大部分工作要在UBoot里进行完成。现在充电管理和开机动画基本实现,呵呵,中间经历了N多磨难啊 现在把做的工作记录下来。
前面有两篇文章是介绍UBoot的makefile的。我们从makefile中看到编译生成的第一个目标文件是start.o,现在我们就从start.s进行分析。
系统刚启动没有准备好C运行的堆栈,所以start.s实现为汇编。
- #include <config.h>
- #include <version.h>
- #ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
- #include <asm/proc/domain.h>
- #endif
- #include <regs.h>
- #ifndef CONFIG_ENABLE_MMU
- #ifndef CFG_PHY_UBOOT_BASE
- #define CFG_PHY_UBOOT_BASE CFG_UBOOT_BASE //使用了MMU 此处值为 0xc7e00000
- #endif
- #endif
- /*
- *************************************************************************
- *
- * Jump vector table as in table 3.1 in [1]
- *
- *************************************************************************
- */
- /*异常向量表*/
- .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
- /*在当前标号_undefined_instruction所在的地址处放入四字节的数据,这个数据就是undefined_instruction标号
- /* 的地址.意思就是说在当前_undefined_instruction对应的地址中放的是undefined_instruction的地址
- /*word伪操作用于分配一段字内存单元(分配的单元都是字对齐的),并用伪操作中的expr初始化。.long和.int作用与之相同。
- _undefined_instruction:
- .word undefined_instruction
- _software_interrupt:
- .word software_interrupt
- _prefetch_abort:
- .word prefetch_abort
- _data_abort:
- .word data_abort
- _not_used:
- .word not_used
- _irq:
- .word irq
- _fiq:
- .word fiq
- _pad:
- .word 0x12345678 /* now 16*4=64 */
- .global _end_vect
- _end_vect:
- .balignl 16,0xdeadbeef
- /*
- *************************************************************************
- *
- * Startup Code (reset vector)
- *
- * do important init only if we don't start from memory!
- * setup Memory and board specific bits prior to relocation.
- * relocate armboot to ram
- * setup stack
- *
- *************************************************************************
- */
- /*TEXT_BASE 在/board/config.mk文档中定义, 他定义了代码在运行时所在的地址, _TEXT_BASE中保存了这个地址
- _TEXT_BASE:
- .word TEXT_BASE
- /*
- * Below variable is very important because we use MMU in U-Boot.
- * Without it, we cannot run code correctly before MMU is ON.
- * by scsuh.
- */
- _TEXT_PHY_BASE:
- .word CFG_PHY_UBOOT_BASE /*使用了MMU 此处值为 0xc7e00000*/
- .globl _armboot_start/*声明全局标志. 声明的该标号_armboot_start可以被外部使用*/
- _armboot_start:
- .word _start
- /*
- * These are defined in the board-specific linker script.
- */
- /*
- BSS段 数据段 代码段 堆栈
- 声明:大部分来自于维基百科,自由的百科全书。
- BSS段:在采用段式内存管理的架构中,BSS段(bsssegment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。
- 数据段:在采用段式内存管理的架构中,数据段(datasegment)通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。
- 代码段:在采用段式内存管理的架构中,代码段(codesegment / text segment)通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定,并且内存区域通常属于只读, 某些架构也允许代码段为可写,即允许自修改程序。 在代码段中,也有可能包含一些只读的常数变量,例如字符串常量等。
- 堆(heap):堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段,它的大小并不固定,可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张);当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)
- 栈(stack):栈又称堆栈, 是用户存放程序临时创建的局部变量,也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。除此以外,在函数被调用时,其参数也会被压入发起调用的进程栈中,并且待到调用结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进先出特点,所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲,我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。
- */
- .globl _bss_start //bss段开始
- _bss_start:
- .word __bss_start
- .globl _bss_end //bss段结束
- _bss_end:
- .word _end
- #ifdef CONFIG_USE_IRQ
- /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
- .globl IRQ_STACK_START/*预处理标号 目的:让IRQ_STACK_START指向地址0x0badc0de(这个需要根据硬件更改)*/
- IRQ_STACK_START:
- .word 0x0badc0de
- /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
- .globl FIQ_STACK_START
- FIQ_STACK_START:
- .word 0x0badc0de
- #endif
- /*
- * the actual reset code
- */
- /* 开机及中断跳转到此
- reset:/* * set the cpu to SVC32 mode
- */
- /*EC: 模式位清零*//*bic是位清零(Bit Clear)指令,本语句是把r0的Bit[4:0]位清零(由0x1F指示),然后把结果写入r0中。*/
- /*EC: 工作模式位设置为10011,为管理模式,irq fiq设置为1,屏蔽中断*/
- /*orr指令是按位求或,本语句是r0的 Bit7,Bit6,Bit4,Bit1,Bit0 置为1,其它位保持不变。*/
- /*执行完上述操作后,cpsr中的 I=1, F=1, T保持不变(默认为0),M[4:0]=10011,意思是禁止IRQ,禁止FIQ,/*执行完上述操作后,cpsr中的 I=1, F=1, T保持不变(默认为0),M[4:0]=10011,意思是禁止IRQ,禁止FIQ,工作在ARM状态,工作在SVC32模式。*/
- mrs r0,cpsr
- bic r0,r0,#0x1f
- orr r0,r0,#0xd3
- msr cpsr,r0
- /*
- *************************************************************************
- *
- * CPU_init_critical registers
- *
- * setup important registers
- * setup memory timing
- *
- *************************************************************************
- */
- /*
- * we do sys-critical inits only at reboot,
- * not when booting from ram!
- */
- cpu_init_crit:
- /*
- * flush v4 I/D caches
- *//*数据处理指令对于存放在寄存器中的数据进行操作。*/
- mov r0, #0
- mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* flush v3/v4 cache */
- mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */
- /*协处理器指令用于扩展指令集P协处理器指令可用于提供附加的计算能力,有可用于控制包括cache和内存
- * 管理的存储子系统。协处理器指令包括数据处理指令,寄存器传输指令及内存传输指令。协处理器指令只用于带
- * 有协处理器的ARM内核。
- * CDP {<cond>} cp, opcode1, Cd, Cn{,opcode2} 协处理器数据处理 -- 在协处理器内部执行一个数据处理操作
- * <MRC/MCR> {<cond>} cp, opcode1, Rd, Cn, Cm{,opcode2} 协处理器寄存器传输 -- 把数据送入/取出协处理器寄存器
- * <LDC/STC> {<cod>} cp, Cd, addressing 协处理器内存比较 -- 从协处理器装载/存储一个内存数据块
- * 其中:cp域代表协处理器的编号,为p0~P15. opcode域描述要在协处理器中进行的操作。Cn, Cm及Cd描述在协处理器中的寄存器。
- * 协处理器15(CP15)是为系统控制预留的,如内存管理,写缓冲控制,cache控制及寄存器识别等。
- * MRC p15,0,r10,c0,c0,0 把协处理器15寄存器c0的内容拷贝到r10中,cp15寄存器c0中包含处理器标识,其内容拷贝到通用寄存器r10
- */
- /*
- * disable MMU stuff and caches
- */
- mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
- bic r0, r0, #0x00002300 @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)
- bic r0, r0, #0x00000087 @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)
- orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 2 (A) Align
- orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-Cache
- mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
- /* Peri port setup */
- ldr r0, =0x70000000
- orr r0, r0, #0x13
- mcr p15,0,r0,c15,c2,4 @ 256M(0x70000000-0x7fffffff)
- /*
- * Go setup Memory and board specific bits prior to relocation.
- */
- bl lowlevel_init /* go setup pll,mux,memory */
- /* when we already run in ram, we don't need to relocate U-Boot.
- * and actually, memory controller must be configured before U-Boot
- * is running in ram.
- *//*此处如果当前地址和原始定义的起始地址相同则跳过代码复制*/
- ldr r0, =0xff000fff
- bic r1, pc, r0 /* r0 <- current base addr of code */
- ldr r2, _TEXT_BASE /* r1 <- original base addr in ram */
- bic r2, r2, r0 /* r0 <- current base addr of code */
- cmp r1, r2 /* compare r0, r1 */
- beq after_copy /* r0 == r1 then skip flash copy */
- #ifdef CONFIG_BOOT_NAND
- mov r0, #0x1000
- bl copy_from_nand /*copy uboot to ram from nand*/
- #endif
- after_copy: /*对指示灯进行操作*/
- ldr r0, =ELFIN_GPIO_BASE
- ldr r1, =0xC00
- str r1, [r0, #GPPDAT_OFFSET]
- ldr r1, [r0, #GPFPUD_OFFSET]
- bic r1, r1, #0xc0000000
- orr r1, r1, #0x80000000
- str r1, [r0, #GPFPUD_OFFSET]
- ldr r1, [r0, #GPFDAT_OFFSET]
- orr r1, r1, #0x8000
- str r1, [r0, #GPFDAT_OFFSET]
- ldr r1, [r0, #GPFCON_OFFSET]
- bic r1, r1, #0xc0000000
- orr r1, r1, #0x40000000
- str r1, [r0, #GPFCON_OFFSET]
- #ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
- enable_mmu:
- /* enable domain access */
- ldr r5, =0x0000ffff
- mcr p15, 0, r5, c3, c0, 0 @ load domain access register
- /* Set the TTB register */
- ldr r0, _mmu_table_base
- ldr r1, =CFG_PHY_UBOOT_BASE
- ldr r2, =0xfff00000
- bic r0, r0, r2
- orr r1, r0, r1
- mcr p15, 0, r1, c2, c0, 0
- /* Enable the MMU */
- mmu_on:
- mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
- orr r0, r0, #1 /* Set CR_M to enable MMU */
- mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
- nop
- nop
- nop
- nop
- #endif
- skip_hw_init:
- /* Set up the stack */
- stack_setup: //设置栈地址
- #ifdef CONFIG_MEMORY_UPPER_CODE
- ldr sp, =(CFG_UBOOT_BASE + CFG_UBOOT_SIZE - 0xc)
- #endif
- //设置BSS段
- 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 /*跳转到SDRAM中运行*/
- _start_armboot:
- .word start_armboot
- #ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
- _mmu_table_base:
- .word mmu_table
- #endif
- /*
- * copy U-Boot to SDRAM and jump to ram (from NAND or OneNAND)
- * r0: size to be compared
- * Load 1'st 2blocks to RAM because U-boot's size is larger than 1block(128k) size
- */
- .globl copy_from_nand
- copy_from_nand:
- mov r10, lr /* save return address */
- mov r9, r0
- /* get ready to call C functions */
- ldr sp, _TEXT_PHY_BASE /* setup temp stack pointer */
- sub sp, sp, #12
- mov fp, #0 /* no previous frame, so fp=0 */
- mov r9, #0x1000
- // ldr r0, =ELFIN_UART_BASE
- // ldr r1, =0x4b4b4b4b
- // str r1, [r0, #UTXH_OFFSET]
- bl copy_uboot_to_ram
- 3: tst r0, #0x0 /*copy_uboot_to_ram返回0 复制成功*/
- bne copy_failed
- /*Stepping Stone start address 0x0c000000*/
- ldr r0, =0x0c000000
- ldr r1, _TEXT_PHY_BASE
- 1: ldr r3, [r0], #4
- ldr r4, [r1], #4
- teq r3, r4
- bne compare_failed /* not matched */
- subs r9, r9, #4
- bne 1b /* 此处循环测了一段4k 相同 */
- 4: mov lr, r10 /* all is OK */
- mov pc, lr
- copy_failed:
- nop /* copy from nand failed */
- b copy_failed
- compare_failed:
- nop /* compare failed */
- b compare_failed
- /*
- * we assume that cache operation is done before. (eg. cleanup_before_linux())
- * actually, we don't need to do anything about cache if not use d-cache in U-Boot
- * So, in this function we clean only MMU. by scsuh
- *
- * void theLastJump(void *kernel, int arch_num, uint boot_params);
- */
- #ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
- .globl theLastJump
- theLastJump:
- mov r9, r0
- ldr r3, =0xfff00000
- ldr r4, _TEXT_PHY_BASE
- adr r5, phy_last_jump
- bic r5, r5, r3
- orr r5, r5, r4
- mov pc, r5
- phy_last_jump:
- /*
- * disable MMU stuff
- */
- mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
- bic r0, r0, #0x00002300 /* clear bits 13, 9:8 (--V- --RS) */
- bic r0, r0, #0x00000087 /* clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM) */
- orr r0, r0, #0x00000002 /* set bit 2 (A) Align */
- orr r0, r0, #0x00001000 /* set bit 12 (I) I-Cache */
- mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
- mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */
- mov r0, #0
- mov pc, r9
- #endif
- /*
- *************************************************************************
- *
- * Interrupt handling
- *
- *************************************************************************
- */
- @
- @ IRQ stack frame.
- @
- #define S_FRAME_SIZE 72
- #define S_OLD_R0 68
- #define S_PSR 64
- #define S_PC 60
- #define S_LR 56
- #define S_SP 52
- #define S_IP 48
- #define S_FP 44
- #define S_R10 40
- #define S_R9 36
- #define S_R8 32
- #define S_R7 28
- #define S_R6 24
- #define S_R5 20
- #define S_R4 16
- #define S_R3 12
- #define S_R2 8
- #define S_R1 4
- #define S_R0 0
- #define MODE_SVC 0x13
- #define I_BIT 0x80
- /*
- * use bad_save_user_regs for abort/prefetch/undef/swi ...
- * use irq_save_user_regs / irq_restore_user_regs for IRQ/FIQ handling
- */
- .macro bad_save_user_regs
- sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE @ carve out a frame on current user stack
- stmia sp, {r0 - r12} @ Save user registers (now in svc mode) r0-r12
- ldr r2, _armboot_start
- sub r2, r2, #(CFG_MALLOC_LEN)
- sub r2, r2, #(CFG_GBL_DATA_SIZE+8) @ set base 2 words into abort stack
- ldmia r2, {r2 - r3} @ get values for "aborted" pc and cpsr (into parm regs)
- add r0, sp, #S_FRAME_SIZE @ grab pointer to old stack
- add r5, sp, #S_SP
- mov r1, lr
- stmia r5, {r0 - r3} @ save sp_SVC, lr_SVC, pc, cpsr
- mov r0, sp @ save current stack into r0 (param register)
- .endm
- .macro irq_save_user_regs
- sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
- stmia sp, {r0 - r12} @ Calling r0-r12
- add r8, sp, #S_PC @ !!!! R8 NEEDS to be saved !!!! a reserved stack spot would be good.
- stmdb r8, {sp, lr}^ @ Calling SP, LR
- str lr, [r8, #0] @ Save calling PC
- mrs r6, spsr
- str r6, [r8, #4] @ Save CPSR
- str r0, [r8, #8] @ Save OLD_R0
- mov r0, sp
- .endm
- .macro irq_restore_user_regs
- ldmia sp, {r0 - lr}^ @ Calling r0 - lr
- mov r0, r0
- ldr lr, [sp, #S_PC] @ Get PC
- add sp, sp, #S_FRAME_SIZE
- subs pc, lr, #4 @ return & move spsr_svc into cpsr
- .endm
- .macro get_bad_stack
- ldr r13, _armboot_start @ setup our mode stack (enter in banked mode)
- sub r13, r13, #(CFG_MALLOC_LEN) @ move past malloc pool
- sub r13, r13, #(CFG_GBL_DATA_SIZE+8) @ move to reserved a couple spots for abort stack
- str lr, [r13] @ save caller lr in position 0 of saved stack
- mrs lr, spsr @ get the spsr
- str lr, [r13, #4] @ save spsr in position 1 of saved stack
- mov r13, #MODE_SVC @ prepare SVC-Mode
- @ msr spsr_c, r13
- msr spsr, r13 @ switch modes, make sure moves will execute
- mov lr, pc @ capture return pc
- movs pc, lr @ jump to next instruction & switch modes.
- .endm
- .macro get_bad_stack_swi
- sub r13, r13, #4 @ space on current stack for scratch reg.
- str r0, [r13] @ save R0's value.
- ldr r0, _armboot_start @ get data regions start
- sub r0, r0, #(CFG_MALLOC_LEN) @ move past malloc pool
- sub r0, r0, #(CFG_GBL_DATA_SIZE+8) @ move past gbl and a couple spots for abort stack
- str lr, [r0] @ save caller lr in position 0 of saved stack
- mrs r0, spsr @ get the spsr
- str lr, [r0, #4] @ save spsr in position 1 of saved stack
- ldr r0, [r13] @ restore r0
- add r13, r13, #4 @ pop stack entry
- .endm
- .macro get_irq_stack @ setup IRQ stack
- ldr sp, IRQ_STACK_START
- .endm
- .macro get_fiq_stack @ setup FIQ stack
- ldr sp, FIQ_STACK_START
- .endm
- /*
- * exception handlers
- */
- .align 5
- undefined_instruction:
- get_bad_stack
- bad_save_user_regs
- bl do_undefined_instruction
- .align 5
- software_interrupt:
- get_bad_stack_swi
- bad_save_user_regs
- bl do_software_interrupt
- .align 5
- prefetch_abort:
- get_bad_stack
- bad_save_user_regs
- bl do_prefetch_abort
- .align 5
- data_abort:
- get_bad_stack
- bad_save_user_regs
- bl do_data_abort
- .align 5
- not_used:
- get_bad_stack
- bad_save_user_regs
- bl do_not_used
- #ifdef CONFIG_USE_IRQ
- .align 5
- irq:
- get_irq_stack
- irq_save_user_regs
- bl do_irq
- irq_restore_user_regs
- .align 5
- fiq:
- get_fiq_stack
- /* someone ought to write a more effiction fiq_save_user_regs */
- irq_save_user_regs
- bl do_fiq
- irq_restore_user_regs
- #else
- .align 5
- irq:
- get_bad_stack
- bad_save_user_regs
- bl do_irq
- .align 5
- fiq:
- get_bad_stack
- bad_save_user_regs
- bl do_fiq
- #endif
- .align 5
- .global arm1136_cache_flush
- arm1136_cache_flush:
- mcr p15, 0, r1, c7, c5, 0 @ invalidate I cache
- mov pc, lr @ back to caller
- #if defined(CONFIG_INTEGRATOR) && defined(CONFIG_ARCH_CINTEGRATOR)
- /* Use the IntegratorCP function from board/integratorcp/platform.S */
- #elif defined(CONFIG_S3C64XX)
- /* For future usage of S3C64XX*/
- #else
- .align 5
- .globl reset_cpu
- reset_cpu:
- ldr r1, rstctl /* get addr for global reset reg */
- mov r3, #0x2 /* full reset pll+mpu */
- str r3, [r1] /* force reset */
- mov r0, r0
- _loop_forever:
- b _loop_forever
- rstctl:
- .word PM_RSTCTRL_WKUP
- #endif
可以看出 start.s主要做的工作就是ARM初始化 lowlevel_init 下节分析。把nandflah中的代码读到SDRAM,设置堆栈和初始化BSS段。通过ldrpc, _start_armboot 跳转到SDRAM中执行C代码 start_armboot 。 下一节我们主要分析 lowlevel_init、copy_uboot_to_ram及start_armboot 做了哪些工作。
- uboot 分析之一 start.S
- uboot start.S分析
- uboot start.S分析
- uboot笔记之一:start.s
- uboot之start.s分析
- uboot之start.s分析
- uboot之start.s分析
- UBoot的Start.S分析
- uboot 分析之 start.s
- uboot之start.s分析
- uboot之start.s分析
- uboot start.S文件分析
- uboot之start.s分析
- UBOOT之start.s分析
- uboot中的start.S分析
- uboot 分析之 start.s
- uboot移植---start.s分析
- uboot 的start.S分析
- android百度地图:主界面&&BMapManager
- MySQL存储引擎
- chat
- qcow2转lvm
- Kdd Cup 2013 track1总结
- uboot 分析之一 start.S
- jQuery 选择器
- Java WEB中文乱码问题
- poj 跳格问题
- 设置树的打开关闭图标以及字体的大小颜色样式
- 【xtku】笔者支招:四个方法搞定ADSL拨号711错误
- 随笔(@)
- 自定义contentProvider
- ArcGIS多面体(multipatch)解析——引