U-BOOT代碼詳細註釋分析

轉自:http://home.eeworld.com.cn/my/space-uid-135723-blogid-25548.html

 

大多數bootloader都分爲stage1stage2兩部分,u-boot也不例外。依賴於CPU體系結構的代碼(如設備初始化代碼等)通常都放在stage1且可以用彙編語言來實現,而stage2則通常用C語言來實現,這樣可以實現複雜的功能,而且有更好的可讀性和移植性。
1Stage1 start.S代碼結構 
u-bootstage1代碼通常放在start.S文件中,他用彙編語言寫成,其主要代碼部分如下:
1)定義入口。由於一個可執行的Image必須有一個入口點,並且只能有一個全局入口,通常這個入口放在ROMFlash)的0x0地址,因此,必須通知編譯器以使其知道這個入口,該工作可通過修改連接器腳本來完成。
2)設置異常向量(Exception Vector)。
3)設置CPU的速度、時鐘頻率及終端控制寄存器。
4)初始化內存控制器。
5)將ROM中的程序複製到RAM中。
6)初始化堆棧。
7)轉到RAM中執行,該工作可使用指令ldr pc來完成。
2Stage2 C語言代碼部分
lib_arm/board.c中的start arm bootC語言開始的函數也是整個啓動代碼中C語言的主函數,同時還是整個u-bootarmboot)的主函數,該函數只要完成如下操作:
1)調用一系列的初始化函數。
2)初始化Flash設備。
3)初始化系統內存分配函數。
4)如果目標系統擁有NAND設備,則初始化NAND設備。
5)如果目標系統有顯示設備,則初始化該類設備。
6)初始化相關網絡設備,填寫IPMAC地址等。
7)進去命令循環(即整個boot的工作循環),接受用戶從串口輸入的命令,然後進行相應的工作。
3U-Boot的啓動順序(示例,其他u-boot版本類似)
cpu/arm920t/start.S

 

@文件包含處理

 

#include 
@由頂層的mkconfig生成,其中只包含了一個文件:configs/<頂層makefile中6個參數的第1個參數>.h  
#include   
#include

 

/*
 *************************************************************************
 *
 * Jump vector table as in table 3.1 in [1]
 *
 *************************************************************************
 */

注:ARM微處理器支持字節(8位)、半字(16位)、字(32位)3種數據類型
@向量跳轉表,每條佔四個字節(一個字),地址範圍爲0x0000 0000~@0x0000 0020
@ARM體系結構規定在上電覆位後的起始位置,必須有8條連續的跳

@轉指令,通過硬件實現。他們就是異常向量表。ARM在上電覆位後,@是從0x00000000開始啓動的,其實如果bootloader存在,在執行

@下面第一條指令後,就無條件跳轉到start_code,下面一部分並沒@執行。設置異常向量表的作用是識別bootloader。以後系統每當有@異常出現,則CPU會根據異常號,從內存的0x00000000處開始查表@做相應的處理

/******************************************************

;當一個異常出現以後,ARM會自動執行以下幾個步驟:
;1.把下一條指令的地址放到連接寄存器LR(通常是R14).---保存位置
;2.將相應的CPSR(當前程序狀態寄存器)複製到SPSR(備份的程序狀態寄存器)中---保存CPSR
;3.根據異常類型,強制設置CPSR的運行模式位
;4.強制PC(程序計數器)從相關異常向量地址取出下一條指令執行,從而跳轉到相應的異常處理程序中
*********************************************************/

 

 

.globl _start  /*系統復位位置,整個程序入口*/
@_start是GNU彙編器的默認入口標籤,.globl將_start聲明爲外部程序可訪問的標籤,.globl是GNU彙編的保留關鍵字,前面加點是GNU彙編的語法
_start: b       start_code   @0x00
@ARM上電後執行的第一條指令,也即復位向量,跳轉到start_code

@reset用b,就是因爲reset在MMU建立前後都有可能發生
@其他的異常只有在MMU建立之後纔會發生
 ldr pc, _undefined_instruction /*未定義指令異常,0x04*/
   ldr pc, _software_interrupt   /*軟中斷異常,0x08*/
   ldr pc, _prefetch_abort    /*內存操作異常,0x0c*/
   ldr pc, _data_abort     /*數據異常,0x10*/
   ldr pc, _not_used     /*未適用,0x14*/
   ldr pc, _irq      /*慢速中斷異常,0x18*/
   ldr pc, _fiq      /*快速中斷異常,0x1c*/

@對於ARM數據從內存到CPU之間的移動只能通過L/S指令,如:ldr r0,0x12345678爲把0x12345678內存中的數據寫到r0中,還有一個就是ldr僞指令,如:ldr r0,=0x12345678爲把0x12345678地址寫到r0中,mov只能完成寄存器間數據的移動,而且立即數長度限制在8位

 

_undefined_instruction: .word undefined_instruction
_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
@.word爲GNU ARM彙編特有的僞操作,爲分配一段字內存單元(分配的單元爲字對齊的),可以使用.word把標誌符作爲常量使用。如_fiq:.word fiq即把fiq存入內存變量_fiq中,也即是把fiq放到地址_fiq中。

 

 .balignl 16,0xdeadbeef
@.balignl
是.balign的變體

@ .align僞操作用於表示對齊方式:通過添加填充字節使當前位置

@滿足一定的對齊方式。.balign的作用同.align
@ .align {alignment} {,fill} {,max}
@  其中:alignment用於指定對齊方式,可能的取值爲2的次

@冪,缺省爲4fill是填充內容,缺省用0填充。max是填充字節@數最大值,如果填充字節數超過max,  就不進行對齊,例如:
@  .align 4  /* 指定對齊方式爲字對齊 */

【參考好野人的窩,於關u-boot中的.balignl 16,0xdeadbeef的理解http://haoyeren.blog.sohu.com/84511571.html

 

 

 

/*
 *************************************************************************
 *
 * Startup Code (called from the ARM reset exception vector)
 *
 * do important init only if we don't start from memory!
 * relocate armboot to ram
 * setup stack
 * jump to second stage
 *
 *************************************************************************

@保存變量的數據區,保存一些全局變量,用於BOOT程序從FLASH拷貝@到RAM,或者其它的使用。
@還有一些變量的長度是通過連接腳本里得到,實際上由編譯器算出

@來的

_TEXT_BASE:

@因爲linux開始地址是0x30000000,我這裏是64M SDRAM,所以@TEXT_BASE = 0x33F80000 ???
 .word TEXT_BASE /*uboot映像在SDRAM中的重定位地址*/
@TEXT_BASE在開發板相關的目錄中的config.mk文檔中定義, 他定

@義了代碼在運行時所在的地址, 那麼_TEXT_BASE中保存了這個地

@址(這個TEXT_BASE怎麼來的還不清楚)

 

 

.globl _armboot_start
_armboot_start:
 .word _start
@用_start來初始化_armboot_start。(爲什麼要這麼定義一下還不明白)

 

 

/*
 * These are defined in the board-specific linker script.
 */
@下面這些是定義在開發板目錄鏈接腳本中的

 

.globl _bss_start    
_bss_start:
 .word __bss_start
@__bss_start定義在和開發板相關的u-boot.lds中,_bss_start保存的是__bss_start標號所在的地址。

 

.globl _bss_end
_bss_end:
 .word _end
@同上,這樣賦值是因爲代碼所在地址非編譯時的地址,直接取得該標號對應地址。

 

@中斷的堆棧設置

 

#ifdef CONFIG_USE_IRQ
/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl IRQ_STACK_START
IRQ_STACK_START:
 .word 0x0badc0de

 

/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl FIQ_STACK_START
FIQ_STACK_START:
 .word 0x0badc0de
#endif

 


/*
 * the actual start code
 */
@復位後執行程序
@
真正的初始化從這裏開始了。其實在CPU一上電以後就是跳到這裏執行的
reset:
 /*
  * set the cpu to SVC32 mode
  */
@更改處理器模式爲管理模式
@
對狀態寄存器的修改要按照:讀出-修改-寫回的順序來執行
@
    31 30 29 28 ---   7   6   -   4    3   2   1   0
    N  Z  C  V        I   F       M4  M3  M2 M1 M0
                                   0   0   0  0   0     User26 模式
                                   0   0   0  0   1     FIQ26 模式
                                   0   0   0  1   0     IRQ26 模式
                                   0   0   0  1   1     SVC26 模式
                                   1   0   0  0   0     User 模式
                                   1   0   0  0   1     FIQ 模式
                                   1   0   0  1   0     IRQ 模式
                                   1   0   0  1   1     SVC 模式
                                   1   0   1  1   1     ABT 模式
                                   1   1   0  1   1     UND 模式
                                   1   1   1  1   1     SYS 模式

 

 mrs r0,cpsr
@將cpsr的值讀到r0中
 bic r0,r0,#0x1f
@清除M0~M4
 orr r0,r0,#0xd3
@禁止IRQ,FIQ中斷,並將處理器置於管理模式
 msr cpsr,r0

 

@以下是點燈了,這裏應該會牽涉到硬件設置,移植的時候應該可以不要
 bl coloured_LED_init
 bl red_LED_on

 

@針對AT91RM9200進行特殊處理
#if defined(CONFIG_AT91RM9200DK) || defined(CONFIG_AT91RM9200EK)
 /*
  * relocate exception table
  */
 ldr r0, =_start
 ldr r1, =0x0
 mov r2, #16
copyex:
 subs r2, r2, #1
@sub帶上了s用來更改進位標誌,對於sub來說,若發生借位則C標誌置0,沒有則爲1,這跟adds指令相反!要注意。
 ldr r3, [r0], #4
 str r3, [r1], #4
 bne copyex
#endif

 

@針對S3C2400和S3C2410進行特殊處理
@CONFIG_S3C2400、CONFIG_S3C2410等定義在include/configs/下不同開發板的頭文件中
#if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)
 /* turn off the watchdog */

 

@關閉看門狗定時器的自動復位功能並屏蔽所有中斷,上電後看門狗爲開,中斷爲關
# if defined(CONFIG_S3C2400)
#  define pWTCON  0x15300000
#  define INTMSK  0x14400008 /* Interupt-Controller base addresses */
#  define CLKDIVN 0x14800014 /* clock divisor register */
#else @s3c2410的配置
#  define pWTCON  0x53000000  
@pWTCON定義爲看門狗控制寄存器的地址(s3c2410和s3c2440相同)
#  define INTMSK  0x4A000008 /* Interupt-Controller base addresses */
@INTMSK定義爲主中斷屏蔽寄存器的地址(s3c2410和s3c2440相同)
#  define INTSUBMSK  0x4A00001C
@INTSUBMSK定義爲副中斷屏蔽寄存器的地址(s3c2410和s3c2440相同)
#  define CLKDIVN  0x4C000014 /* clock divisor register */
@CLKDIVN定義爲時鐘分頻控制寄存器的地址(s3c2410和s3c2440相同)
# endif
@至此寄存器地址設置完畢

 

 ldr     r0, =pWTCON
 mov     r1, #0x0
 str     r1, [r0]
@對於S3C2440和S3C2410的WTCON寄存器的[0]控制允許或禁止看門狗定時器的復位輸出功能,設置爲“0”禁止復位功能。

 

 /*
  * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default
  */
 mov r1, #0xffffffff
 ldr r0, =INTMSK
 str r1, [r0]
# if defined(CONFIG_S3C2410)
 ldr r1, =0x3ff  @2410好像應該爲7ff纔對(不理解uboot爲何是這個數字)
 ldr r0, =INTSUBMSK
 str r1, [r0]
# endif
@對於S3C2410的INTMSK寄存器的32位和INTSUBMSK寄存器的低11位每一位對應一箇中斷,相應位置“1”爲不響應相應的中斷。對於S3C2440的INTSUBMSK有15位可用,所以應該爲0x7fff了。

 

 /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */
 /* default FCLK is 120 MHz ! */
 ldr r0, =CLKDIVN
 mov r1, #3
 str r1, [r0]
@時鐘分頻設置,FCLK爲核心提供時鐘,HCLK爲AHB(ARM920T,內存@控制器,中斷控制器,LCD控制器,DMA和主USB模塊)提供時鐘,@PCLK爲APB(看門狗、IIS、I2C、PWM、MMC、ADC、UART、GPIO、@RTC、SPI)提供時鐘。分頻數一般選擇1:4:8,所以HDIVN=2,PDIVN=1,@CLKDIVN=5,這裏僅僅是配置了分頻寄存器,關於MPLLCON的配置肯@定寫在lowlevel_init.S中了
@歸納出CLKDIVN的值跟分頻的關係:
@0x0 = 1:1:1  ,  0x1 = 1:1:2 , 0x2 = 1:2:2  ,  0x3 = 1:2:4,  0x4 = 1:4:4,  0x5 = 1:4:8, 0x6 = 1:3:3, 
0x7 = 1:3:6
@S3C2440的輸出時鐘計算式爲:Mpll=(2*m*Fin)/(p*2^s)
S3C2410的輸出時鐘計算式爲:Mpll=(m*Fin)/(p*2^s)
m=M(the value for divider M)+8;p=P(the value for divider P)+2
M,P,S的選擇根據datasheet中PLL VALUE SELECTION TABLE表格進行,
 
我的開發板晶振爲16.9344M,所以輸出頻率選爲:399.65M的話M=0x6e,P=3,S=1
@s3c2440增加了攝像頭,其FCLK、HCLK、PCLK的分頻數還受到CAMDIVN[9](默認爲0),CAMDIVN[8](默認爲0)的影響
#endif /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 */

 

 /*
  * we do sys-critical inits only at reboot,
  * not when booting from ram!
  */
@選擇是否初始化CPU
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 bl cpu_init_crit
@執行CPU初始化,BL完成跳轉的同時會把後面緊跟的一條指令地址保存到連接寄存器LR(R14)中。以使子程序執行完後正常返回。
#endif

 

@調試階段的代碼是直接在RAM中運行的,而最後需要把這些代碼 @固化到Flash中,因此U-Boot需要自己從Flash轉移到
@RAM中運行,這也是重定向的目的所在。
@通過adr指令得到當前代碼的地址信息:如果U-boot是從RAM @開始運行,則從adr,r0,_start得到的地址信息爲
@r0=_start=_TEXT_BASE=TEXT_BASE=0x33F80000; @如果U-bootFlash開始運行,即從處理器對應的地址運行,
@r0=0x0000,這時將會執行copy_loop標識的那段代碼了。
@ _TEXT_BASE 定義在board/smdk2410/config.mk

#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
relocate:    /* relocate U-Boot to RAM     */
 adr r0, _start  /* r0 <- current position of code   */
 ldr r1, _TEXT_BASE  /* test if we run from flash or RAM */
 cmp     r0, r1  /* don't reloc during debug         */
 beq     stack_setup
 ldr r2, _armboot_start
@_armboot_start爲_start地址
 ldr r3, _bss_start
@_bss_start爲數據段地址
 sub r2, r3, r2  /* r2 <- size of armboot            */
 add r2, r0, r2  /* r2 <- source end address         */

 

copy_loop:
 ldmia r0!, {r3-r10}  /* copy from source address [r0]    */

@從源地址[r0]讀取8個字節到寄存器,每讀一個就更新一次r0地址
@ldmia:r0安字節增長
 stmia r1!, {r3-r10}  /* copy to   target address [r1]    */
@LDM(STM)用於在寄存器所指的一片連續存儲器和寄存器列表的寄存@器間進行數據移動,或是進行壓棧和出棧操作。
@格式爲:LDM(STM){條件}{類型}基址寄存器{!},寄存器列表{^}
@對於類型有以下幾種情況: IA 每次傳送後地址加1,用於移動數

@據塊
    IB 
每次傳送前地址加1,用於移動數據塊
    DA 每次傳送後地址減1,用於移動數據塊
    DB 每次傳送前地址減1,用於移動數據塊
    FD 滿遞減堆棧,用於操作堆棧(即先移動指針再操作數據,相當於DB)
    ED 空遞減堆棧,用於操作堆棧(即先操作數據再移動指針,相當於DA)
    FA 滿遞增堆棧,用於操作堆棧(即先移動指針再操作數據,相當於IB)
    EA 空遞增堆棧,用於操作堆棧(即先操作數據再移動指針,相當於IA)
(這裏是不是應該要涉及到NAND或者NOR的讀寫?沒有看出來)

 

 cmp r0, r2   /* until source end addreee [r2]    */
 ble copy_loop
#endif /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */

 

 /* Set up the stack          */
@初始化堆棧
stack_setup:


ldr r0, _TEXT_BASE  /* upper 128 KiB: relocated uboot   */

@獲取分配區域起始指針,

sub r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN /* malloc area    */

@CFG_MALLOC_LEN=128*1024+CFG_ENV_SIZE=128*1024+0x1@0000=192K

sub r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo   */

@CFG_GBL_DATA_SIZE    128---size in bytes reserved for initial data 用來存儲開發板信息
#ifdef CONFIG_USE_IRQ

@這裏如果需要使用IRQ, 還有給IRQ保留堆棧空間一般不使用.
 sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
 sub sp, r0, #12  /* leave 3 words for abort-stack    */

 

@該部分將未初始化數據段_bss_start----_bss_end中的數據 @清零
clear_bss:
 ldr r0, _bss_start  /* find start of bss segment        */
 ldr r1, _bss_end  /* stop here                        */
 mov r2, #0x00000000  /* clear                            */

 

clbss_l:str r2, [r0]  /* clear loop...                    */
 add r0, r0, #4
 cmp r0, r1
 ble clbss_l

 

@跳到階段二C語言中去
 ldr pc, _start_armboot

 

_start_armboot: .word start_armboot
@start_armboot在/lib_arm/中,到這裏因該是第一階段已經完成了吧,下面就要去C語言中執行第二階段了吧

 

/*
 *************************************************************************
 *
 * CPU_init_critical registers
 *
 * setup important registers
 * setup memory timing
 *
 *************************************************************************
 */
@CPU初始化

@在“relocate: /* relocate U-Boot to RAM */ ”之前被調用

#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
cpu_init_crit:      
 /*
  * flush v4 I/D caches
  */
@初始化CACHES
 mov r0, #0
 mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* flush v3/v4 cache */
 mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */

 

 /*
  * disable MMU stuff and caches
  */
@關閉MMU和CACHES
 mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
 bic r0, r0, #0x00002300 @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)
 bic r0, r0, #0x00000087 @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)
 orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 2 (A) Align
 orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-Cache
 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
@對協處理器的操作還是看不懂,暫時先不管吧,有時間研究一下ARM技術手冊的協處理器部分。

 

 /*
  * before relocating, we have to setup RAM timing
  * because memory timing is board-dependend, you will
  * find a lowlevel_init.S in your board directory.
  */
@初始化RAM時鐘,因爲內存是跟開發板密切相關的,所以這部分在/開發板目錄/lowlevel_init.S中實現 
 mov ip, lr
@
保存LR,以便正常返回,注意前面是通過BL跳到cpu_init_crit來的。
@(ARM9有37個寄存器,ARM7有27個)
37個寄存器=7個未分組寄存器(R0~R7)+ 2×(5個分組寄存器R8~R12)+6×2(R13=SP,R14=lr 分組寄存器) + 1(R15=PC) +1(CPSR) + 5(SPSR)
用途和訪問權限:
R0~R7:USR(用戶模式)、fiq(快速中斷模式)、irq(中斷模式)、svc(超級用法模式)、abt、und
R8~R12:R8_usr~R12_usr(usr,irq,svc,abt,und)
         R8_fiq~R12_fiq(fiq) 
R11=fp
R12=IP(從反彙編上看,fp和ip一般用於存放SP的值)
R13~R14:R13_usr R14_usr(每種模式都有自己的寄存器)
SP ~lr :R13_fiq R14_fiq
          R13_irq R14_irq
          R13_svc R14_svc
          R13_abt R14_abt
          R13_und R14_und
R15(PC):都可以訪問(即PC的值爲當前指令的地址值加8個字節)
R16    :((Current Program Status Register,當前程序狀態寄存器))
           SPSR _fiq,SPSR_irq,SPSR_abt,SPSR_und(USR模式沒有)

 

#if defined(CONFIG_AT91RM9200EK)

 

#else
 bl lowlevel_init

@在重定向代碼之前,必須初始化內存時序,因爲重定向時需要將@flash中的代碼複製到內存中lowlevel_init在@/board/smdk2410/lowlevel_init.S中。               

 

#endif
 mov lr, ip
 mov pc, lr
@返回到主程序

 

#endif /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */

 

/*
 *************************************************************************
 *
 * Interrupt handling
 *
 *************************************************************************
 */
@這段沒有看明白,不過好像跟移植關係不是很大,先放一放。
@
@ IRQ stack frame.
@
#define S_FRAME_SIZE 72

 

#define S_OLD_R0 68
#define S_PSR  64
#define S_PC  60
#define S_LR  56
#define S_SP  52

 

#define S_IP  48
#define S_FP  44
#define S_R10  40
#define S_R9  36
#define S_R8  32
#define S_R7  28
#define S_R6  24
#define S_R5  20
#define S_R4  16
#define S_R3  12
#define S_R2  8
#define S_R1  4
#define S_R0  0

 

#define MODE_SVC 0x13
#define I_BIT  0x80

 

/*
 * use bad_save_user_regs for abort/prefetch/undef/swi ...
 * use irq_save_user_regs / irq_restore_user_regs for IRQ/FIQ handling
 */

 

 .macro bad_save_user_regs
 sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
 stmia sp, {r0 - r12}   @ Calling r0-r12
 ldr r2, _armboot_start
 sub r2, r2, #(CONFIG_STACKSIZE)
 sub r2, r2, #(CONFIG_SYS_MALLOC_LEN)
 sub r2, r2, #(CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE+8)  @ set base 2 words into abort stack
 ldmia r2, {r2 - r3}   @ get pc, cpsr
 add r0, sp, #S_FRAME_SIZE  @ restore sp_SVC

 

 add r5, sp, #S_SP
 mov r1, lr
 stmia r5, {r0 - r3}   @ save sp_SVC, lr_SVC, pc, cpsr
 mov r0, sp
 .endm

 

 .macro irq_save_user_regs
 sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE
 stmia sp, {r0 - r12}   @ Calling r0-r12
 add     r7, sp, #S_PC
 stmdb   r7, {sp, lr}^                   @ Calling SP, LR
 str     lr, [r7, #0]                    @ Save calling PC
 mrs     r6, spsr
 str     r6, [r7, #4]                    @ Save CPSR
 str     r0, [r7, #8]                    @ Save OLD_R0
 mov r0, sp
 .endm

 

 .macro irq_restore_user_regs
 ldmia sp, {r0 - lr}^   @ Calling r0 - lr
 mov r0, r0
 ldr lr, [sp, #S_PC]   @ Get PC
 add sp, sp, #S_FRAME_SIZE
 subs pc, lr, #4   @ return & move spsr_svc into cpsr
 .endm

 

 .macro get_bad_stack
 ldr r13, _armboot_start  @ setup our mode stack
 sub r13, r13, #(CONFIG_STACKSIZE)
 sub r13, r13, #(CONFIG_SYS_MALLOC_LEN)
 sub r13, r13, #(CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE+8) @ reserved a couple spots in abort stack

 

 str lr, [r13]   @ save caller lr / spsr
 mrs lr, spsr
 str     lr, [r13, #4]

 

 mov r13, #MODE_SVC   @ prepare SVC-Mode
 @ msr spsr_c, r13
 msr spsr, r13
 mov lr, pc
 movs pc, lr
 .endm

 

 .macro get_irq_stack   @ setup IRQ stack
 ldr sp, IRQ_STACK_START
 .endm

 

 .macro get_fiq_stack   @ setup FIQ stack
 ldr sp, FIQ_STACK_START
 .endm

 

/*********************************************************
 * exception handlers
 ********************************************************/
@異常向量處理
@
每一個異常向量處其實只放了一條跳轉指令(因爲每個異常向量只 @有4個字節不能放太多的程序),跳到相應的異常處理程序中。
 .align  5
undefined_instruction:
 get_bad_stack
 bad_save_user_regs
 bl do_undefined_instruction

 

 .align 5
software_interrupt:
 get_bad_stack
 bad_save_user_regs
 bl do_software_interrupt

 

 .align 5
prefetch_abort:
 get_bad_stack
 bad_save_user_regs
 bl do_prefetch_abort

 

 .align 5
data_abort:
 get_bad_stack
 bad_save_user_regs
 bl do_data_abort

 

 .align 5
not_used:
 get_bad_stack
 bad_save_user_regs
 bl do_not_used

 

#ifdef CONFIG_USE_IRQ

 

 .align 5
irq:
 get_irq_stack
 irq_save_user_regs
 bl do_irq
 irq_restore_user_regs

 

 .align 5
fiq:
 get_fiq_stack
 /* someone ought to write a more effiction fiq_save_user_regs */
 irq_save_user_regs
 bl do_fiq
 irq_restore_user_regs

 

#else

 

 .align 5
irq:
 get_bad_stack
 bad_save_user_regs
 bl do_irq

 

 .align 5
fiq:
 get_bad_stack
 bad_save_user_regs
 bl do_fiq

 

#endif /*CONFIG_USE_IRQ*/
@可知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lowlever_init.S——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




-----------------------------------------------------分割線---------------------------------------------------

關於uboot啓動的資料。
 
原文:
 1.uboot啓動內核的代碼縮減如下:
s = getenv ("bootcmd");
debug ("### main_loop: bootcmd=\"%s\"\n", s ? s : "");
if (bootdelay >= 0 && s && !abortboot (bootdelay))
{
        run_command (s, 0);
}

2.假設bootcmd = nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0
<1> nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel;
從nand讀出內核:從哪裏讀?   從kernel分區
        放到哪裏去?-0x30007FC0

下面講解什麼是分區:
就是將nand劃分爲幾個區域,一般如下:
bootloader-》params-》kernel-》root

這些分區的劃分是在/include/configs/mini2440.h中寫死的:
#define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=nandflash0:250k@0(bootloader)," \
           "128k(params)," \
           "5m(kernel)," \
           "-(root)"

注:@0表示從0地址開始,250k的bootloader分區可能對某些uboot不夠用,這裏只是舉例而已。
將上面的信息換算成十六進制:
#    name             大小        在nand上的起始地址     
0    bootloader     0x00040000        0x00000000
1    params        0x00020000              0x00040000        
2    kernel        0x00200000        0x00060000
3    root        0xfda00000        0x00260000

那麼上面的nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel就等價於:
nand read.jffs2 0x30007FC0 0x00060000 0x00200000
注:這裏的read.jffs2並不是指定要什麼特定的格式,而是用read.jffs2不需要塊/頁對齊,所以這個kernel的分區大小可以
隨意定。

<2> bootm 0x30007FC0
關鍵函數do_bootm()

flash上存的內核:uImage
uImage = 頭部+真正的內核

頭部的定義如下:
typedef struct image_header {
    uint32_t    ih_magic;    /* Image Header Magic Number    */
    uint32_t    ih_hcrc;    /* Image Header CRC Checksum    */
    uint32_t    ih_time;    /* Image Creation Timestamp    */
    uint32_t    ih_size;    /* Image Data Size        */
    uint32_t    ih_load;    /* Data     Load  Address        */
    uint32_t    ih_ep;        /* Entry Point Address        */
    uint32_t    ih_dcrc;    /* Image Data CRC Checksum    */
    uint8_t        ih_os;        /* Operating System        */
    uint8_t        ih_arch;    /* CPU architecture        */
    uint8_t        ih_type;    /* Image Type            */
    uint8_t        ih_comp;    /* Compression Type        */
    uint8_t        ih_name[IH_NMLEN];    /* Image Name        */
} image_header_t;
我們需要關心的是:
    uint32_t    ih_load;    /* Data     Load  Address        */
    uint32_t    ih_ep;        /* Entry Point Address        */
ih_load是加載地址,即內核運行是應該位於的地方   
ih_ep是入口地址,即內核的入口地址


這與uboot是類似的,uboot的加載地址是TEXT_BASE = 0x33F80000;入口地址是start.S中的_start。

其實我們把內核中nand讀出來的時候是可以放在內核的任何地方的,如0x31000000,0x32000000等等,只要它不破壞uboot所佔用的內存空間就可以了,如下圖:
從0x33F4DF74-0x30000000都是可以用的。

那麼爲什麼既然設定好了加載地址和入口地址內核還能隨意放呢?
那是因爲uImage有一個頭部!頭部裏有加載地址和入口地址,當我們用bootm xxx的時候,
do_bootm這個函數會先去讀uImage的頭部以獲取該uImage的加載地址和入口地址,當發現該uImage目前所處的內存地址不等於它的加載地址時,該函數會將該uImage移動到它的加載地址上,在代碼中體現如下:
case IH_COMP_NONE::
if (load != image_start) 
{
        memmove_wd ((void *)load, (void *)image_start, image_len, CHUNKSZ);
}
另外,當我們的內核正好處於頭部指定的加載地址的話,那麼就不用uboot的do_bootm函數來幫我們搬運內核了,這樣可以節省啓動時間。這就是爲什麼我們一般都下載uImage到
0x30007FC0的原因了!

我們所用的內核加載地址是0x30008000,而頭部的大小爲64個字節,所以將內核拷貝到0x30007FC0時,再加載頭部的64個字節,內核正好位於0x30008000處!


現在總結bootm做了什麼:
1.    讀取頭部
2.    將內核移動到加載地址
3.    啓動內核

具體如何啓動內核?
使用do_bootm_linux(),在/lib_arm/bootm.c定義,因爲我們已經知道入口地址了,所以只需跳到入口地址就可以啓動linux內核了,但是在這之前需要做一件事————uboot傳遞參數給內核!!
現在來分析do_bootm_linux()這個函數:
    theKernel = (void (*)(int, int, uint))images->ep;//先是將入口地址賦值給theKernel
    theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);//然後是調用thekernel
函數,以0,machid,bd->bi_boot_params作爲參數
下面分析這三個參數:
1.machid就是uboot裏設置好的板子的機器碼,mini2440的是MACH_TYPE_MINI2440 (1999),內核所設置的機器碼和uboot所設置的機器碼必須一致才能啓動內核
2.bd->bi_boot_parmas就是uboot需傳遞給內核的啓動參數所位於的地址
3.0暫時還不知道什麼作用/**********************************************/

那麼uboot傳給內核的啓動參數是在哪裏設置的呢?
其實就是在調用    theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);前面的一小段代碼裏設置的,下面我截取了部分片段:
setup_start_tag (bd);
setup_revision_tag (¶ms);
setup_memory_tags (bd);
setup_commandline_tag (bd, commandline);
setup_initrd_tag (bd, images->rd_start, images->rd_end);
setup_videolfb_tag ((gd_t *) gd);
setup_end_tag (bd);
每一個啓動參數對應一個tag結構體,所謂的設置傳遞參數其實就是初始化這些tag的值,想了解這個結構體以及這些tag的值是如何設置的請看韋東山的書關於uboot移植章節!
下面我們看一下setup_start_tag(bd)這個函數先:
static void setup_start_tag (bd_t *bd)
{
    params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;   
//在board.c中有一句gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100,這裏設置了參數存放的位置

    params->hdr.tag = ATAG_CORE;
    params->hdr.size = tag_size (tag_core);

    params->u.core.flags = 0;
    params->u.core.pagesize = 0;
    params->u.core.rootdev = 0;

    params = tag_next (params);
}
我們再來看下setup_commandline_tag (bd, commandline);這個函數:
static void setup_commandline_tag (bd_t *bd, char *commandline)
{
// commandline就是我們的bootargs
    char *p;
    if (!commandline)
        return;
    for (p = commandline; *p == ' '; p++);
    if (*p == '\0')
        return;
    params->hdr.tag = ATAG_CMDLINE;
    params->hdr.size =
        (sizeof (struct tag_header) + strlen (p) + 1 + 4) >> 2;
    strcpy (params->u.cmdline.cmdline, p);
    params = tag_next (params);
}
Linux內核啓動時就會去讀取這些tag參數
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