這裏首先更正下上一篇中的一個錯誤,最後一步中的跳轉代碼當時一時倉促貼錯了,先改正如下:
7、跳轉到Stage2入口處
這也是Stage1的最後一步,程序在執行到這一步後,基本的硬件初始化工作也就完成了,下面是跳轉的代碼:
clear_bss:
/* 執行清空bss操作 */
lwz r3,GOT(__bss_start)
#if defined(CONFIG_HYMOD)
/*
* For HYMOD - the environment is the very last item in flash.
* The real .bss stops just before environment starts, so only
* clear up to that point.
* taken from mods for FADS board
* 檢查當前代碼位置
*/
lwz r4,GOT(environment)
#else
lwz r4,GOT(_end)
#endif
/* 計算跳轉 */
cmplw 0, r3, r4
beq 6f
li r0, 0
5:
stw r0, 0(r3)
addi r3, r3, 4
cmplw 0, r3, r4
bne 5b
6:
mr r3, r9 /* Global Data pointer */
mr r4, r10 /* Destination Address */
bl board_init_r
其中board_init_r就是Stage2的函數入口。
由上可以看出start.S的流程爲:異常向量——上電覆位後進入復位異常向量——跳到啓動代碼處——設置處理器進入管理模式——關閉看門狗——關閉中斷——設置時鐘分頻——關閉MMU和CACHE——進入low level初始化代碼——檢查當前代碼所處的位置,如果在FLASH中就將代碼搬移到RAM中。至此,Stage1分析到此結束。
跳轉到board_init_r後,程序開始執行Stage2階段,代碼多爲C。
望諒解。
在上篇分析完Stage1的彙編代碼後,又細看了兩個C函數,也是屬於很重要的初始化函數,所以,在分析Stage2的代碼前,先還要看下Stage1的兩個C代碼程序,分別爲cpu_init_f和board_init_f,二者在彙編程序in_flash中被調用,雖是C代碼,但實現的仍是基本的初始化功能,且運行在ROM中,屬於Stage1的範疇。
先看cpu_init_f函數,它是用來初始化low-level CPU的,主要功能包括建立內存映射map、初始化一些寄存器和UPM(User-Programmable Machine)。
首先初始化一個結構體:gd = (gd_t *) (CFG_INIT_RAM_ADDR + CFG_GBL_DATA_OFFSET);
/* Clear initial global data */
memset ((void *) gd, 0, sizeof (gd_t));
此處的結構體gd_t是一個放在啓動後很早就可用的內存中的,就像mpc8xx、mpc82xx的DPRAM,或者是數據cache的locked parts,主要用於存放一小部分系統初始化時要用的全局變量,直到初始化內存控制器可用RAM之前,這是我們唯一能用的全局變量。這個區間是很小的,在本區間中只有256個字節。之後就開始配置各種設備的時鐘模式,下面是對PCI和DMA的配置:
#ifdef CFG_SCCR_PCICM
/* PCI & DMA clock mode */
im->clk.sccr = (im->clk.sccr & ~SCCR_PCICM) |
(CFG_SCCR_PCICM << SCCR_PCICM_SHIFT);
#endif
這個配置的選項是要根據datasheet裏的SCCR寄存器來定的,下面是mpc83xx的一個系統時鐘控制寄存器的各位:
根據說明來對應uboot中include/Mpc83xx.h中的相關配置,不過大多數的CPU型號都已經配置好了,一般無需改動。
接下來初始化一些寄存器,如復位控制寄存器,DDR控制驅動寄存器等:
/* RSR - Reset Status Register - clear all status */
gd->reset_status = im->reset.rsr;
im->reset.rsr = ~(RSR_RES);
/* RMR - Reset Mode Register contains checkstop reset enable*/
im->reset.rmr = (RMR_CSRE & (1<<RMR_CSRE_SHIFT));
/* LCRR - Clock Ratio Register */
im->lbus.lcrr = CFG_LCRR;
/* Enable Time Base & Decrimenter ( so we will have udelay() )*/
im->sysconf.spcr |= SPCR_TBEN;
/* System General Purpose Register */
im->sysconf.sicrh = CFG_SICRH;
這些都需要對照着Datasheet裏的第四章:Reset,Clockig,and Initialization一一比對着看,這樣才能加深印象(儘管大多數實際應用中都不用修改)。
最後是初始化內存映射,下面代碼作用爲將bank0映射到Flash的bank0的初始地址,後面還有部分代碼,將根據需要映射bank1~7的:
im->lbus.bank[0].br = CFG_BR0_PRELIM;
im->lbus.bank[0].or = CFG_OR0_PRELIM;
im->sysconf.lblaw[0].bar = CFG_LBLAWBAR0_PRELIM;
im->sysconf.lblaw[0].ar = CFG_LBLAWAR0_PRELIM;
再來看下board_init_f函數,它主要用於在啓動時儘快的提供一個控制檯接口(串口)用於輸出錯誤信息,並且初始化內存以便於複製代碼。這段代碼的編寫需要注意:全局變量是隻讀的,BSS還未初始化,堆棧空間也很小(儘量不要有複雜操作)。最開始先進行一系列的初始化操作,和ARM系列類似,將初始化函數列表放在結構體init_sequence中:
for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
if ((*init_fnc_ptr) () != 0) {
hang ();
}
}
主要包括板件前期初始化、獲取CPU及總線時鐘、初始化SDRAM時鐘、初始化串口等操作。此時內存已經映射好了,就可以在DRAM中運行程序了,接下來我們需要在RAM的末端保存一些數據,包括uboot和Linux不能操作的區域、內核日誌緩存、PRAM(被保護的RAM)、LCD幀緩存、監聽代碼、板件信息等。
/*通過修改gd->ram_size可以使uboot無法訪問指定區間*/
gd->ram_size -= CFG_MEM_TOP_HIDE;
addr = CFG_SDRAM_BASE + get_effective_memsize();
#ifdef CONFIG_LOGBUFFER
#ifndef CONFIG_ALT_LB_ADDR
/*保存內核日誌*/
addr -= (LOGBUFF_RESERVE);
debug ("Reserving %dk for kernel logbuffer at %08lx\n", LOGBUFF_LEN, addr);
#endif
#endif
#ifdef CONFIG_PRAM
/* reserve protected RAM */
i = getenv_r ("pram", (char *)tmp, sizeof (tmp));
reg = (i > 0) ? simple_strtoul ((const char *)tmp, NULL, 10) : CONFIG_PRAM;
addr -= (reg << 10); /* size is in kB */
debug ("Reserving %ldk for protected RAM at %08lx\n", reg, addr);
#endif /* CONFIG_PRAM */
#ifdef CONFIG_LCD
/* reserve memory for LCD display (always full pages) */
addr = lcd_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
#endif /* CONFIG_LCD */
#if defined(CONFIG_VIDEO) && defined(CONFIG_8xx)
/* reserve memory for video display (always full pages) */
addr = video_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
#endif /* CONFIG_VIDEO */
#ifdef CONFIG_AMIGAONEG3SE
gd->relocaddr = addr;
#endif
/* reserve memory for malloc() arena */
addr_sp = addr - TOTAL_MALLOC_LEN;
debug ("Reserving %dk for malloc() at: %08lx\n",
TOTAL_MALLOC_LEN >> 10, addr_sp);
/* (permanently) allocate a Board Info struct and a permanent copy of the "global" dat*/
addr_sp -= sizeof (bd_t);
bd = (bd_t *) addr_sp;
gd->bd = bd;
debug ("Reserving %zu Bytes for Board Info at: %08lx\n",sizeof (bd_t), addr_sp);
addr_sp -= sizeof (gd_t);
id = (gd_t *) addr_sp;
debug ("Reserving %zu Bytes for Global Data at: %08lx\n",
sizeof (gd_t), addr_sp);
接下來的代碼比較容易理解,就是將板件信息存儲到結構體board_info裏,包括串口信息、PHY芯片信息、啓動參數、RAM參數、flash信息等。
分析完這兩個C函數後,Stage1的分析就全部結束了。接下來跳入board_init_r函數中開始Stage2。