Uboot编写（一）

初始化异常向量表：

异常：因为外部或内部一些事件，导致处理器停下正在处理的工作，转而处理这些发生的事件。共七种异常：reset，undefined instructions， Software Interruption（SWI），Prefetch Abort，Data Absort，IRQ，FIQ。当一种异常发生，ARM处理器会跳转到对应该异常的固定地址去执行异常程序，而这个固定地址就是异常向量。

由七个异常向量及其处理函数跳转关系组成的表即为异常向量表：

关闭看门狗：

Watchdog：在硬件上实现定时器的功能，当启动后系统要在计时结束之前重新对计时器计时，  当系统死机时候能感知到事情的发生，然后重启系统，

左边PCLK经过分频操作后输出的就是定时器的时钟，中间是计数的逻辑，一旦开始计数之后，每个时钟WTCNT就会减一，减到0时WTDAT还没有设置新的值，他就认为系统死机，后面就会产生重启信号，让CPU重启。

关闭中断：

中断处理过程：当中断产生之后，寄存器SRCPND记录中断产生的请求状态，通过mask屏蔽寄存器设置要屏蔽的中断请求，下面就通过mask屏蔽中断请求，最终不会送到处理器。

关闭mmu和cache：

ARM存储体系，顶端：CPU内部寄存器，访问速度快，数量太少。中间：紧耦合存储器（cache，主存储器）。下层：辅助存储器（nandflash， SD卡）。

上面为没有使用cache的系统，CPU直接访问主存储器，由于两者间速度巨大区别导致CPU访问低效率，为了改善这个情况，引入cache相比内存访问速度更快，cache存放的是主存储区一些数据的拷贝，当CPU访问主存找数据时，CPU会根据地址在cache里找有无这块数据，如果没有主存会把数据传给CPU，还会把数据放入cache，第二次再访问数据时，cache里已有数据拷贝，不会在访问慢的主存，直接从cache取走数据。

cache是容量小但访问速度快的存储器，他保存最近用到存储器数据的拷贝。I-Cache指令cache用于存放指令。D-Cache，数据cache，存放数据。

虚拟地址：1：比如Linux有多个应用程序，都要用到同一个物理地址造成地址冲突。2：仅仅使用物理地址范围只有64M，使用地址范围较小。引入虚拟地址后多个应用程序使用同一个地址为虚拟地址，但是经过硬件的映射能够把相同的虚拟地址映射到不同地方，有效解决冲突问题。空间变大了，任何应用访问的虚拟地址空间都是4G，真正使用的时候才映射，使进程使用更大的地址空间。mmu完成虚拟地址到物理地址的映射，要使用mmu需要一个正常的配置，才能正确的使用mmu，但是在进行arm初始化时还没有配置好mmu，不能使用否则导致错误发生，在初始化阶段暂时关掉，mmu和cache都通过cp15协处理器控制。 

 

//2440 ， 6410版本

_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

下面编写三个部分的代码：

Start.s uboot.lds makefile

// Start.S

.text  ; 指明代码段

_global  _start  ;声明全局

_start: ;程序入口

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

 

_undefined_instruction:  .word  undefined_instruction

//在_undefined_instruction处存储_undefined_instruction大小为_undefined_instruction地址。

 

_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

 

undefined_instruction:

nop

software_interrupt:

nop 

prefetch_abort:

nop 

data_abort:

nop

not_used:

nop

irq:

nop

fiq:

nop

reset:

bl set_svc

bl disable_watchdog ;关闭看门狗

bl disable_interrupt ;屏蔽中断，往INTMSK全部写入1

bl diable_mmu

mov pc, lr

set_svc: ;设置为svc工作模式

mrs r0, cpsr

bic r0, r0, #0x1f ;第二操作数哪些位为1，第一操作数哪些就清除

orr r0, r0, #0x13

msr cpsr , r0

mov pc, lr

#define pwTCON 0x53000000

disable_watchdog: ;通过WTCON控制看门狗

 ldr  r0, =pwTCON 

     mov r1, 0x0

     str  r1, [r0]

     mov pc, lr

disable_interrupt:

 mov r1, #0x0

     ldr r0, =0x40000008

     str r1, [r0]

     mov pc, lr

disable_mmu:

mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0

mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0

bic r0, r0, 0x00000007

mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0

mov pc, lr

 

uboot.lds链接器脚本，整个程序的构成将根据链接器脚本。

 //uboot.lds

OUTPUT_ARCH(arm) ;指明输出格式

ENTRY (_start)   ;输出程序的入口

SECTIONS {

. =  0x30008000  ;整个程序链接起始地址

. =  ALIGN(4)  ;4字节对齐

.text : ;代码段

{

start.o  (.text) 

*(.text)

}

. =  ALIGN(4);   ;4字节对齐

.data :

{

*(.data)

}

. =  ALIGN(4);  ;4字节对齐

bss_start = .;  ;记录bss开始结束

.bss :

{

*(.bss) 

}

bss_end = .;

}

//编写makefile，makefile由一条条规则构成，首先创建两条通用规则

all  :  start.o

arm-linux-ld -Tuboot.lds -o uboot.elf  $^

Arm-linux-objcopy -O -bin uboot.elf  uboot.bin  

%.o = %.s

arm-linux-gcc -o -c  $^

%.o = %.s

arm-linux-gcc -g -c  $^