UBOOT啓動流程分析

UBOOT特點:

用於多種CPU

用於多種操作系統


查看一下board/smdk2410/u-boot.lds這個鏈接腳本,可以知道目標程序的各部分鏈接順序

 

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm","elf32-littlearm", "elf32-littlearm")

/*OUTPUT_FORMAT("elf32-arm","elf32-arm", "elf32-arm")*/

OUTPUT_ARCH(arm)

ENTRY(_start)                                                                            //腳本命令,指定程序入口點

SECTIONS

{

                  . = 0x00000000;

 

                  . = ALIGN(4);                                                            //僞操作,4字節對齊

                  .text      :

                  {

                    cpu/arm920t/start.o   (.text)                          //指定程序的執行代碼段,即start.o文件,

                    *(.text)                                                                           //則在最先執行的程序應該是start.s

                  }

 

                  . = ALIGN(4);

                  .rodata : { *(.rodata) }

 

                  . = ALIGN(4);

                  .data : { *(.data) }

 

                  . = ALIGN(4);

                  .got : { *(.got) }

 

                  . = .;

                  __u_boot_cmd_start = .;

                  .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd)}

                  __u_boot_cmd_end = .;

 

                  . = ALIGN(4);

                  __bss_start = .;

                  .bss (NOLOAD) : { *(.bss) }

                  _end = .;

}

 

下面分析cpu/arm920t/start.s文件:

ENTRY(_start)指定了從_start開始執行, 

這個彙編程序是U-Boot的入口程序,開頭就是復位向量的代碼。

_start: b       reset        //復位向量

       ldr  pc, _undefined_instruction

       ldr  pc, _software_interrupt

       ldr  pc, _prefetch_abort

       ldr  pc, _data_abort

       ldr  pc, _not_used

       ldr  pc, _irq      //中斷向量

       ldr  pc, _fiq      //中斷向量

 /* the actual reset code  */

reset:          //復位啓動子程序

       /* 設置CPU爲SVC32模式 */

       mrs  r0,cpsr                               /*修改cpsr時,通過將其拷貝到通用寄存器修改*/

       bic  r0,r0,#0x1f

       orr  r0,r0,#0xd3

       msr  cpsr,r0

 

/* 關閉看門狗 */

……      ……

relocate:                  /* 把U-Boot重新定位到RAM */

adr   r0, _start          /* r0是代碼的當前位置 */

ldr   r1, _TEXT_BASE      /*_TEXT_BASE是RAM中的地址 */

cmp     r0, r1          /* 比較r0和r1,判斷當前是從Flash啓動,還是RAM */

beq     stack_setup  /* 如果r0等於r1,跳過重定位代碼 */

 

/* 準備重新定位代碼 */

ldr   r2, _armboot_start

ldr   r3, _bss_start

sub   r2, r3, r2       /* r2 得到armboot的大小   */

add   r2, r0, r2      /* r2 得到要複製代碼的末尾地址 */

copy_loop: /* 重新定位代碼 */

ldmia r0!,{r3-r10}   /*從源地址[r0]複製 */

stmia r1!,{r3-r10}   /* 複製到目的地址[r1]*/

cmp   r0, r2   /* 複製數據塊直到源數據末尾地址[r2] */

ble   copy_loop

 

/* 初始化堆棧等    */

stack_setup:

ldr   r0, _TEXT_BASE  /* 上面是128 KiB重定位的u-boot */

sub   r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN  /* 向下是內存分配空間 */

sub   r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* 然後是bdinfo結構體地址空間  */

#ifdefCONFIG_USE_IRQ

sub r0, r0,#(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)

#endif

sub   sp, r0, #12     /* 爲abort-stack預留3個字 */

clear_bss:

ldr   r0, _bss_start      /* 找到bss段起始地址 */

ldr   r1, _bss_end        /* bss段末尾地址   */

mov   r2, #0x00000000     /* 清零 */

clbss_l:str r2,[r0]  

/* bss段地址空間清零循環...  */

       add  r0, r0, #4

       cmp  r0, r1

bne   clbss_l

 

/* 跳轉到start_armboot函數入口,_start_armboot字保存函數入口指針 */

ldr   pc, _start_armboot

_start_armboot:.word start_armboot     //start_armboot函數在lib_arm/board.c中實現

 

第二階段

2.lib_arm/board.c

start_armboot是U-Boot執行的第一個C語言函數,完成系統初始化工作,進入主循環,處理用戶輸入的命令。

 

3.init_sequence[]

init_sequence[]數組保存着基本的初始化函數指針。

 

init_fnc_t*init_sequence[] = {

cpu_init,   /* 基本的處理器相關配置 --cpu/arm920t/cpu.c */

board_init, /* 基本的板級相關配置 --board/smdk2410/smdk2410.c */

interrupt_init,  /* 初始化中斷處理 --cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c */

env_init,      /* 初始化環境變量 --common/cmd_flash.c */

init_baudrate,  /* 初始化波特率設置 --lib_arm/board.c */

serial_init,  /* 串口通訊設置 --cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c */

console_init_f,       /* 控制檯初始化階段1 --common/console.c */

display_banner,       /* 打印u-boot信息 --lib_arm/board.c */

dram_init,     /* 配置可用的RAM --board/smdk2410/smdk2410.c */

display_dram_config,  /* 顯示RAM的配置大小 --lib_arm/board.c */

NULL,

};

voidstart_armboot (void)

{

/* 順序執行init_sequence數組中的初始化函數 */

       for (init_fnc_ptr = init_sequence;*init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {

              if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {

                      hang ();

              }

       }

/*配置可用的Flash */

       size = flash_init ();

       display_flash_config (size);

       /* _armboot_start 在u-boot.lds鏈接腳本中定義 */

       mem_malloc_init (_armboot_start -CFG_MALLOC_LEN);

 

/* 配置環境變量*/

env_relocate ();

 

/* 從環境變量中獲取IP地址 */

gd->bd->bi_ip_addr= getenv_IPaddr ("ipaddr");

/* 以太網接口MAC 地址 */

       ……

       devices_init ();      /* 獲取列表中的設備 */

       jumptable_init ();

       console_init_r ();    /* 完整地初始化控制檯設備 */

       enable_interrupts (); /* 使能中斷處理 */

/* 通過環境變量初始化 */

       if ((s = getenv ("loadaddr"))!= NULL) {

               load_addr = simple_strtoul (s,NULL, 16);

       }

/* main_loop()循環不斷執行 */

for (;;)

{

     main_loop ();      /* 主循環函數處理執行用戶命令-- common/main.c */

}


注:參考國嵌視頻




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