U-boot源代碼全分析系列(基於PowerPC)-3

     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。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章