前言
2017.01 UBoot包含兩個階段的啓動，一個是SPL啓動，一個是正常的啓動我們稱爲第二階段Uboot。當然，我們也可以選擇使用SPL和不使用。
在編譯的過程中，是先編譯第二階段Uboot，然後在編譯SPL的。這兩個階段的編譯時分離的。
擁有不同的配置，所以許多地方的宏是和SPL的不一樣。而且鏈接的文件也不一致。
所以接下來，我們也會分爲兩個部分進行分析。
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SPL啓動
在AM437X平臺中，實際的SPL啓動就是MLO啓動階段。其運行空間爲片內DRAM，所以對其大小有較爲嚴格的限制。
通常使用SPL初始化基本設備後，將第二階段UBoot加載進行SDRAM中執行。
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第一階段：和架構相關的初始化
其源碼位於arch/arm/cpu/armv7/start.s中。
其中關鍵的調用關係如下：
調用：cpu_init_crit
b lowlevel_init
==>arch/arm/cpu/armv7/lowlevel_init.S
b s_init
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第二階段：和SoC底層相關的初始化
在第一階段初始化完成後，便調用了s_init函數，其實現的源碼是arch/arm/mach-omap2/an33xx/Borad.c。
該函數就調用了一個函數rtc_only();然後便返回到lowlevel_init函數中。
此時，lowlevel_init也已經完成他的任務，就返回到cpu_init_crit中。
然而，cpu_init_crit這個函數的工作也全都幹完了，便回到start.S中，然後便是
b _main
而這個_main函數位於：
arch/arm/lib/crt0.S中
在_main函數中，就調用了一個跨時代的函數。
board_init_f (arch/arm/mach-omap2/am33xx/Borad.c)
第三階段：板級初始化
在上面，我們可以知道 _main函數會調用board_init_f。實際上，這個函數便是和板級相關連的函數了。
然而，在SPL啓動中，他指向了下面的函數：
void board_init_f(ulong dummy)
{
early_system_init(); -->系統時鐘初始化（） ------------------------
board_early_init_f(); -->主頻配置() ==》 prcm_init() ==>void prcm_init(void)
{
scale_vcores();查看相應主頻配置電壓
setup_dplls();配置dpll ==》get_dpll_mpu_params ==》{ const struct dpll_params *get_dpll_mpu_params(void)
{
int opp = get_opp_offset(DEV_ATTR_MAX_OFFSET, DEV_ATTR_MIN_OFFSET);
u32 ind = get_sys_clk_index();
return &dpll_mpu[ind][opp];
}
}
} |
sdram_init(); ---->初始化SDRAM
/* dram_init must store complete ramsize in gd->ram_size */ |
gd->ram_size = get_ram_size(
(void *)CONFIG_SYS_SDRAM_BASE, |
CONFIG_MAX_RAM_BANK_SIZE); |
}------------------------------------------------------------------------| \|/
void early_system_init(void)
{
/*
* The ROM will only have set up sufficient pinmux to allow for the
* first 4KiB NOR to be read, we must finish doing what we know of
* the NOR mux in this space in order to continue.
*/
#ifdef CONFIG_NOR_BOOT
enable_norboot_pin_mux();
#endif
watchdog_disable();
set_uart_mux_conf();
setup_early_clocks(); -------->初始化時鐘 ==》{ 在u-boot-2017.01\arch\arm\mach-omap2\am33xx\clock.c void setup_early_clocks(void)
{
setup_clocks_for_console();
enable_basic_clocks();------》使能相應時鐘 {u-boot-2017.01\arch\arm\mach-omap2\am33xx\clock_am437x.c void enable_basic_clocks(void)
{
u32 *const clk_domains[] = {
&cmper->l3clkstctrl,
&cmper->l3sclkstctrl,
&cmper->l4lsclkstctrl,
&cmwkup->wkclkstctrl,
&cmper->emifclkstctrl,
0
};
u32 *const clk_modules_explicit_en[] = {
&cmper->l3clkctrl,
&cmper->l4lsclkctrl,
&cmper->l4fwclkctrl,
&cmwkup->wkl4wkclkctrl,
&cmper->l3instrclkctrl,
&cmper->l4hsclkctrl,
&cmwkup->wkgpio0clkctrl,
&cmwkup->wkctrlclkctrl,
&cmper->timer2clkctrl,
&cmper->gpmcclkctrl,
&cmper->elmclkctrl,
&cmper->mmc0clkctrl,
&cmper->mmc1clkctrl,
&cmwkup->wkup_i2c0ctrl,
&cmper->gpio1clkctrl,
&cmper->gpio2clkctrl,
&cmper->gpio3clkctrl,
&cmper->gpio4clkctrl,
&cmper->gpio5clkctrl,
&cmper->i2c1clkctrl,
&cmper->cpgmac0clkctrl,
&cmper->emiffwclkctrl,
&cmper->emifclkctrl,
&cmper->otfaemifclkctrl,
&cmper->qspiclkctrl,
&cmper->spi0clkctrl,
0
};
do_enable_clocks(clk_domains, clk_modules_explicit_en, 1);
/* Select the Master osc clk as Timer2 clock source */
writel(0x1, &cmdpll->clktimer2clk);
/* For OPP100 the mac clock should be /5. */
writel(0x4, &cmdpll->clkselmacclk);
}
void rtc_only_enable_basic_clocks(void)
{
u32 *const clk_domains[] = {
&cmper->emifclkstctrl,
0
};
u32 *const clk_modules_explicit_en[] = {
&cmper->gpio5clkctrl,
&cmper->emiffwclkctrl,
&cmper->emifclkctrl,
&cmper->otfaemifclkctrl,
0
};
do_enable_clocks(clk_domains, clk_modules_explicit_en, 1);
/* Select the Master osc clk as Timer2 clock source */
writel(0x1, &cmdpll->clktimer2clk);
}
}
timer_init();
}
uart_soft_reset();
#ifdef CONFIG_SPL_BUILD
/*
* Save the boot parameters passed from romcode.
* We cannot delay the saving further than this,
* to prevent overwrites.
*/
save_omap_boot_params();
#endif
#ifdef CONFIG_TI_I2C_BOARD_DETECT
do_board_detect();
#endif
#if defined(CONFIG_SPL_AM33XX_ENABLE_RTC32K_OSC)
/* Enable RTC32K clock */
rtc32k_enable();
#endif
}
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其中的sdram_ini()； 便是初始化SDRAM的關鍵代碼，所以，如果我們有自己的板子，我們也可以實現sdram_init函數來完成我們板子的SDRAM的初始化。
其調用關係如下：
board_init_f
==>early_system_init()
==>set_uart_mux_conf(); // 設置相應的PIN爲串口
==>board_early_init_f(); // 不同的板子可以實現這個函數
==>
==>sdram_init(); // 初始化SDRAM
執行完borad_init_f後，回到_main
這個時候，會去執行spl_relocate_stack_gd
重新定位在棧中的global_data。
如果定義了CONFIG_SPL_STACK_R，那麼就將之前在片內內存中的global_data對象重定位到SDRAM中，並且將棧指針指向SDRAM中的某一地址
最後，就會調用borad_init_r函數：
borad_init_r(common/spl/spl.c)
==>spl_board_init(); // 初始化串口
==> if (boot_from_devices(&spl_image, spl_boot_list,
ARRAY_SIZE(spl_boot_list))) {
puts("SPL: failed to boot from all boot devices\n");
hang();
}
=>遍歷loader，看哪個loader和設備匹配。
==> spl_load_image
==>spl_mmc_load_image
==>spl_mmc_do_fs_boot
==>spl_load_image_fat(uboot.img) // 將uboot.img加載到內存，並進行解析- 1
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將鏡像加載到內存的時候，此時SPL進行判斷，加載的鏡像是uboot還是kernel然後便跳轉到鏡像的入口中進行執行。此時，SPL的使命便完成了
==>jump_to_image_no_args(&spl_image);
第二階段Uboot
此階段的UBoot是在內存中的了，內存已經初始化完畢，並且許多的引腳複用在上一個階段就已經複用完畢了。
在編譯的過程中，是先編譯第二階段Uboot，然後在編譯SPL的。這兩個階段的編譯時分離的。擁有不同的配置，所以許多地方的宏是和SPL的不一樣。而且
鏈接的文件也不一致。
通過驗證，就board_init_r函數而言，在SPL中是鏈接向spl.c中的board_init_r函數，而在Uboot中，是鏈接向board_r.c中的borad_init_r函數。
那麼，我們就從borad_init_r函數入手，看看第二階段的Uboot是怎麼啓動的。
在分析的過程中，
我們直接在board_init_r函數實現成一個死循環，但是發現還是有信息能夠輸出，說明在board_init_r還進行了初始化的工作。
U-Boot 2017.01-g03781bc-dirty (Jul 14 2017 - 13:55:58 +0800)
CPU : AM437X-GP rev 1.2
Model: TI AM437x GP EVM
I2C: ready
DRAM: 1 GiB
我們發現，其實在board_init_f中都已經鏈接在別的文件中了，他是位於board_f.c文件中
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void board_init_f(ulong boot_flags)
{
#ifdef CONFIG_SYS_GENERIC_GLOBAL_DATA
/*
* For some architectures, global data is initialized and used before
* calling this function. The data should be preserved. For others,
* CONFIG_SYS_GENERIC_GLOBAL_DATA should be defined and use the stack
* here to host global data until relocation.
*/
gd_t data;
gd = &data;
/*
* Clear global data before it is accessed at debug print
* in initcall_run_list. Otherwise the debug print probably
* get the wrong value of gd->have_console.
*/
zero_global_data();
#endif
gd->flags = boot_flags;
gd->have_console = 0;
if (initcall_run_list(init_sequence_f))
hang();
#if !defined(CONFIG_ARM) && !defined(CONFIG_SANDBOX) && \
!defined(CONFIG_EFI_APP)
/* NOTREACHED - jump_to_copy() does not return */
hang();
#endif
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其中關鍵的函數就是 initcall_run_list(init_sequence_f);
我們來看看init_sequence_f是個什麼東西。
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static init_fnc_t init_sequence_f[] = {
#ifdef CONFIG_SANDBOX
setup_ram_buf,
#endif
setup_mon_len,
#ifdef CONFIG_OF_CONTROL
fdtdec_setup, // 初始化FDT
#endif
#ifdef CONFIG_TRACE
trace_early_init,
#endif
initf_malloc,
initf_console_record,
#if defined(CONFIG_MPC85xx) || defined(CONFIG_MPC86xx)
/* TODO: can this go into arch_cpu_init()? */
probecpu,
#endif
#if defined(CONFIG_X86) && defined(CONFIG_HAVE_FSP)
x86_fsp_init,
#endif
arch_cpu_init, /* basic arch cpu dependent setup */
mach_cpu_init, /* SoC/machine dependent CPU setup */
initf_dm,
arch_cpu_init_dm,
mark_bootstage, /* need timer, go after init dm */
#if defined(CONFIG_BOARD_EARLY_INIT_F)
board_early_init_f,
#endif
/* TODO: can any of this go into arch_cpu_init()? */
#if defined(CONFIG_PPC) && !defined(CONFIG_8xx_CPUCLK_DEFAULT)
get_clocks, /* get CPU and bus clocks (etc.) */
#if defined(CONFIG_TQM8xxL) && !defined(CONFIG_TQM866M) \
&& !defined(CONFIG_TQM885D)
adjust_sdram_tbs_8xx,
#endif
/* TODO: can we rename this to timer_init()? */
init_timebase,
#endif
#if defined(CONFIG_ARM) || defined(CONFIG_MIPS) || \
defined(CONFIG_BLACKFIN) || defined(CONFIG_NDS32) || \
defined(CONFIG_SH) || defined(CONFIG_SPARC)
timer_init, /* initialize timer */
#endif
#ifdef CONFIG_SYS_ALLOC_DPRAM
#if !defined(CONFIG_CPM2)
dpram_init,
#endif
#endif
#if defined(CONFIG_BOARD_POSTCLK_INIT)
board_postclk_init,
#endif
#if defined(CONFIG_SYS_FSL_CLK) || defined(CONFIG_M68K)
get_clocks,
#endif
env_init, /* initialize environment */
#if defined(CONFIG_8xx_CPUCLK_DEFAULT)
/* get CPU and bus clocks according to the environment variable */
get_clocks_866,
/* adjust sdram refresh rate according to the new clock */
sdram_adjust_866,
init_timebase,
#endif
init_baud_rate, /* initialze baudrate settings */
serial_init, /* serial communications setup */
console_init_f, /* stage 1 init of console */
#ifdef CONFIG_SANDBOX
sandbox_early_getopt_check,
#endif
display_options, /* say that we are here */
display_text_info, /* show debugging info if required */
#if defined(CONFIG_MPC8260)
prt_8260_rsr,
prt_8260_clks,
#endif /* CONFIG_MPC8260 */
#if defined(CONFIG_MPC83xx)
prt_83xx_rsr,
#endif
#if defined(CONFIG_PPC) || defined(CONFIG_M68K) || defined(CONFIG_SH)
checkcpu,
#endif
print_cpuinfo, /* display cpu info (and speed) */
#if defined(CONFIG_MPC5xxx)
prt_mpc5xxx_clks,
#endif /* CONFIG_MPC5xxx */
#if defined(CONFIG_DTB_RESELECT)
embedded_dtb_select,
#endif
#if defined(CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO)
show_board_info,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_INIT
#if defined(CONFIG_MISC_INIT_F)
misc_init_f,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#if defined(CONFIG_HARD_I2C) || defined(CONFIG_SYS_I2C)
init_func_i2c,
#endif
#if defined(CONFIG_HARD_SPI)
init_func_spi,
#endif
announce_dram_init,
/* TODO: unify all these dram functions? */
#if defined(CONFIG_ARM) || defined(CONFIG_X86) || defined(CONFIG_NDS32) || \
defined(CONFIG_MICROBLAZE) || defined(CONFIG_AVR32) || \
defined(CONFIG_SH)
dram_init, /* configure available RAM banks */ // 設置一些gd相關的參數
#endif
#if defined(CONFIG_MIPS) || defined(CONFIG_PPC) || defined(CONFIG_M68K)
init_func_ram,
#endif
#ifdef CONFIG_POST
post_init_f,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#if defined(CONFIG_SYS_DRAM_TEST)
testdram,
#endif /* CONFIG_SYS_DRAM_TEST */
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_POST
init_post,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
/*
* Now that we have DRAM mapped and working, we can
* relocate the code and continue running from DRAM.
*
* Reserve memory at end of RAM for (top down in that order):
* - area that won't get touched by U-Boot and Linux (optional)
* - kernel log buffer
* - protected RAM
* - LCD framebuffer
* - monitor code
* - board info struct
*/
setup_dest_addr,
#if defined(CONFIG_BLACKFIN) || defined(CONFIG_XTENSA)
/* Blackfin u-boot monitor should be on top of the ram */
reserve_uboot,
#endif
#if defined(CONFIG_SPARC)
reserve_prom,
#endif
#if defined(CONFIG_LOGBUFFER) && !defined(CONFIG_ALT_LB_ADDR)
reserve_logbuffer,
#endif
#ifdef CONFIG_PRAM
reserve_pram,
#endif
reserve_round_4k,
#if !(defined(CONFIG_SYS_ICACHE_OFF) && defined(CONFIG_SYS_DCACHE_OFF)) && \
defined(CONFIG_ARM)
reserve_mmu,
#endif
#ifdef CONFIG_DM_VIDEO
reserve_video,
#else
# ifdef CONFIG_LCD
reserve_lcd,
# endif
/* TODO: Why the dependency on CONFIG_8xx? */
# if defined(CONFIG_VIDEO) && (!defined(CONFIG_PPC) || defined(CONFIG_8xx)) && \
!defined(CONFIG_ARM) && !defined(CONFIG_X86) && \
!defined(CONFIG_BLACKFIN) && !defined(CONFIG_M68K)
reserve_legacy_video,
# endif
#endif /* CONFIG_DM_VIDEO */
reserve_trace,
#if !defined(CONFIG_BLACKFIN) && !defined(CONFIG_XTENSA)
reserve_uboot,
#endif
#ifndef CONFIG_SPL_BUILD
reserve_malloc,
reserve_board,
#endif
setup_machine,
reserve_global_data,
reserve_fdt,
reserve_arch,
reserve_stacks,
setup_dram_config,
show_dram_config,
#if defined(CONFIG_M68K) || defined(CONFIG_MIPS) || defined(CONFIG_PPC) || \
defined(CONFIG_SH)
setup_board_part1,
#endif
#if defined(CONFIG_PPC) || defined(CONFIG_M68K)
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
setup_board_part2,
#endif
display_new_sp,
#ifdef CONFIG_SYS_EXTBDINFO
setup_board_extra,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
reloc_fdt,
setup_reloc,
#if defined(CONFIG_X86) || defined(CONFIG_ARC)
copy_uboot_to_ram,
clear_bss,
do_elf_reloc_fixups,
#endif
#if defined(CONFIG_XTENSA)
clear_bss,
#endif
#if !defined(CONFIG_ARM) && !defined(CONFIG_SANDBOX)
jump_to_copy,
#endif
NULL,
};
