uboot 详细注释讲解
轉(zhuǎn)自：http://home.eeworld.com.cn/my/space-uid-135723-blogid-25548.html
uboot 詳細(xì)注釋講解
標(biāo)簽:??uboot??注釋??講解??2009-11-18 19:22?
聲明：該貼是通過參考其他人的帖子整理出來，從中我加深了對uboot的理解，我知道對其他人一定也是有很大的幫助，不敢私藏，如果里面的注釋有什么錯誤請給我回復(fù)，我再加以修改。有些部分可能還沒解釋清楚，如果您覺得有必要注釋，希望指出。再次強調(diào)該貼的大部分功勞應(yīng)該歸功于那些原創(chuàng)者，由于粗心，我沒有留意參考的出處。我的目的是想讓大家共同進步。希望大家念在我微不足道的心意，能夠積極回饋，以便使帖子更加完善。以后還會把整理的東西陸續(xù)公布出來，謝謝光臨！！
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大多數(shù)bootloader都分為stage1和stage2兩部分，u-boot也不例外。依賴于CPU體系結(jié)構(gòu)的代碼（如設(shè)備初始化代碼等）通常都放在stage1且可以用匯編語言來實現(xiàn)，而stage2則通常用C語言來實現(xiàn)，這樣可以實現(xiàn)復(fù)雜的功能，而且有更好的可讀性和移植性。
1、Stage1 start.S代碼結(jié)構(gòu)?
u-boot的stage1代碼通常放在start.S文件中，他用匯編語言寫成，其主要代碼部分如下：
（1）定義入口。由于一個可執(zhí)行的Image必須有一個入口點，并且只能有一個全局入口，通常這個入口放在ROM（Flash）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(shè)置異常向量（Exception Vector）。
（3）設(shè)置CPU的速度、時鐘頻率及終端控制寄存器。
（4）初始化內(nèi)存控制器。
（5）將ROM中的程序復(fù)制到RAM中。
（6）初始化堆棧。
（7）轉(zhuǎn)到RAM中執(zhí)行，該工作可使用指令ldr pc來完成。
2、Stage2 C語言代碼部分
lib_arm/board.c中的start arm boot是C語言開始的函數(shù)也是整個啟動代碼中C語言的主函數(shù)，同時還是整個u-boot（armboot）的主函數(shù)，該函數(shù)只要完成如下操作：
（1）調(diào)用一系列的初始化函數(shù)。
（2）初始化Flash設(shè)備。
（3）初始化系統(tǒng)內(nèi)存分配函數(shù)。
（4）如果目標(biāo)系統(tǒng)擁有NAND設(shè)備，則初始化NAND設(shè)備。
（5）如果目標(biāo)系統(tǒng)有顯示設(shè)備，則初始化該類設(shè)備。
（6）初始化相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，填寫IP、MAC地址等。
（7）進去命令循環(huán)（即整個boot的工作循環(huán)），接受用戶從串口輸入的命令，然后進行相應(yīng)的工作。
3、U-Boot的啟動順序(示例，其他u-boot版本類似)
cpu/arm920t/start.S
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@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(shù)的第1個參數(shù)>.h??
#include???
#include
?
/*
?*************************************************************************
?*
?* Jump vector table as in table 3.1 in [1]
?*
?*************************************************************************
?*/
注：ARM微處理器支持字節(jié)（8位）、半字（16位）、字（32位）3種數(shù)據(jù)類型
@向量跳轉(zhuǎn)表，每條占四個字節(jié)（一個字），地址范圍為0x0000 0000～@0x0000 0020
@ARM體系結(jié)構(gòu)規(guī)定在上電復(fù)位后的起始位置，必須有8條連續(xù)的跳
@轉(zhuǎn)指令，通過硬件實現(xiàn)。他們就是異常向量表。ARM在上電復(fù)位后，@是從0x00000000開始啟動的，其實如果bootloader存在，在執(zhí)行
@下面第一條指令后，就無條件跳轉(zhuǎn)到start_code，下面一部分并沒@執(zhí)行。設(shè)置異常向量表的作用是識別bootloader。以后系統(tǒng)每當(dāng)有@異常出現(xiàn)，則CPU會根據(jù)異常號，從內(nèi)存的0x00000000處開始查表@做相應(yīng)的處理
/******************************************************
;當(dāng)一個異常出現(xiàn)以后，ARM會自動執(zhí)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(yīng)的CPSR(當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器)復(fù)制到SPSR(備份的程序狀態(tài)寄存器)中---保存CPSR
;3.根據(jù)異常類型，強制設(shè)置CPSR的運行模式位
;4.強制PC(程序計數(shù)器)從相關(guān)異常向量地址取出下一條指令執(zhí)行，從而跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的異常處理程序中
*********************************************************/
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?
.globl _start??/*系統(tǒng)復(fù)位位置,整個程序入口*/
@_start是GNU匯編器的默認(rèn)入口標(biāo)簽，.globl將_start聲明為外部程序可訪問的標(biāo)簽，.globl是GNU匯編的保留關(guān)鍵字，前面加點是GNU匯編的語法
_start:?b?????? start_code???@0x00
@ARM上電后執(zhí)行的第一條指令，也即復(fù)位向量，跳轉(zhuǎn)到start_code
@reset用b，就是因為reset在MMU建立前后都有可能發(fā)生
@其他的異常只有在MMU建立之后才會發(fā)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(nèi)存操作異常,0x0c*/
?? ldr pc, _data_abort???? /*數(shù)據(jù)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*/
@對于ARM數(shù)據(jù)從內(nèi)存到CPU之間的移動只能通過L/S指令，如：ldr r0,0x12345678為把0x12345678內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫到r0中，還有一個就是ldr偽指令，如：ldr r0,=0x12345678為把0x12345678地址寫到r0中，mov只能完成寄存器間數(shù)據(jù)的移動，而且立即數(shù)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為GNU ARM匯編特有的偽操作，為分配一段字內(nèi)存單元（分配的單元為字對齊的），可以使用.word把標(biāo)志符作為常量使用。如_fiq:.word fiq即把fiq存入內(nèi)存變量_fiq中，也即是把fiq放到地址_fiq中。
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?.balignl 16,0xdeadbeef
@.balignl是.balign的變體
@?.align偽操作用于表示對齊方式：通過添加填充字節(jié)使當(dāng)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用于指定對齊方式，可能的取值為2的次
@冪，缺省為4。fill是填充內(nèi)容，缺省用0填充。max是填充字節(jié)@數(shù)最大值，如果填充字節(jié)數(shù)超過max,??就不進行對齊,例如：
@??.align 4??/*?指定對齊方式為字對齊?*/
【參考好野人的窩，于關(guān)u-boot中的.balignl 16,0xdeadbeef的理解http://haoyeren.blog.sohu.com/84511571.html】
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?
/*
?*************************************************************************
?*
?* 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(shù)據(jù)區(qū),保存一些全局變量,用于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:
@因為linux開始地址是0x30000000,我這里是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(fā)板相關(guān)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,?那么_TEXT_BASE中保存了這個地
@址（這個TEXT_BASE怎么來的還不清楚）
?
?
.globl _armboot_start
_armboot_start:
?.word _start
@用_start來初始化_armboot_start。（為什么要這么定義一下還不明白）
?
?
/*
?* These are defined in the board-specific linker script.
?*/
@下面這些是定義在開發(fā)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(fā)板相關(guān)的u-boot.lds中，_bss_start保存的是__bss_start標(biāo)號所在的地址。
?
.globl _bss_end
_bss_end:
?.word _end
@同上，這樣賦值是因為代碼所在地址非編譯時的地址，直接取得該標(biāo)號對應(yīng)地址。
?
@中斷的堆棧設(shè)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(fù)位后執(zhí)行程序
@真正的初始化從這里開始了。其實在CPU一上電以后就是跳到這里執(zhí)行的
reset:
?/*
? * set the cpu to SVC32 mode
? */
@更改處理器模式為管理模式
@對狀態(tài)寄存器的修改要按照：讀出-修改-寫回的順序來執(zhí)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，并將處理器置于管理模式
?msr?cpsr,r0
?
@以下是點燈了，這里應(yīng)該會牽涉到硬件設(shè)置，移植的時候應(yīng)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(biāo)志，對于sub來說，若發(fā)生借位則C標(biāo)志置0，沒有則為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(fā)板的頭文件中
#if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)
?/* turn off the watchdog */
?
@關(guān)閉看門狗定時器的自動復(fù)位功能并屏蔽所有中斷，上電后看門狗為開，中斷為關(guān)
# 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定義為看門狗控制寄存器的地址（s3c2410和s3c2440相同）
#? define INTMSK??0x4A000008?/* Interupt-Controller base addresses */
@INTMSK定義為主中斷屏蔽寄存器的地址（s3c2410和s3c2440相同）
#? define INTSUBMSK??0x4A00001C
@INTSUBMSK定義為副中斷屏蔽寄存器的地址（s3c2410和s3c2440相同）
#? define CLKDIVN??0x4C000014?/* clock divisor register */
@CLKDIVN定義為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(shè)置完畢
?
?ldr???? r0, =pWTCON
?mov???? r1, #0x0
?str???? r1, [r0]
@對于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(fù)位輸出功能，設(shè)置為“0”禁止復(fù)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(yīng)該為7ff才對（不理解uboot為何是這個數(shù)字）
?ldr?r0, =INTSUBMSK
?str?r1, [r0]
# endif
@對于S3C2410的INTMSK寄存器的32位和INTSUBMSK寄存器的低11位每一位對應(yīng)一個中斷，相應(yīng)位置“1”為不響應(yīng)相應(yīng)的中斷。對于S3C2440的INTSUBMSK有15位可用，所以應(yīng)該為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(shè)置，FCLK為核心提供時鐘，HCLK為AHB（ARM920T,內(nèi)存@控制器，中斷控制器，LCD控制器，DMA和主USB模塊）提供時鐘，@PCLK為APB（看門狗、IIS、I2C、PWM、MMC、ADC、UART、GPIO、@RTC、SPI）提供時鐘。分頻數(shù)一般選擇1：4：8，所以HDIVN=2,PDIVN=1，@CLKDIVN=5，這里僅僅是配置了分頻寄存器，關(guān)于MPLLCON的配置肯@定寫在lowlevel_init.S中了
@歸納出CLKDIVN的值跟分頻的關(guān)系：
@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的輸出時鐘計算式為:Mpll=(2*m*Fin)/(p*2^s)
S3C2410的輸出時鐘計算式為: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(jù)datasheet中PLL VALUE SELECTION TABLE表格進行，
?
我的開發(fā)板晶振為16.9344M，所以輸出頻率選為：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(shù)還受到CAMDIVN[9]（默認(rèn)為0）,CAMDIVN[8]（默認(rèn)為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(zhí)行CPU初始化，BL完成跳轉(zhuǎn)的同時會把后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(zhí)行完后正常返回。
#endif
?
@調(diào)試階段的代碼是直接在RAM中運行的，而最后需要把這些代碼?@固化到Flash中，因此U-Boot需要自己從Flash轉(zhuǎn)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(dāng)前代碼的地址信息：如果U-boot是從RAM?@開始運行，則從adr,r0,_start得到的地址信息為
@r0=_start=_TEXT_BASE=TEXT_BASE=0x33F80000;?@如果U-boot從Flash開始運行，即從處理器對應(yīng)的地址運行，
@則r0=0x0000,這時將會執(zhí)行copy_loop標(biāo)識的那段代碼了。
@?_TEXT_BASE?定義在board/smdk2410/config.mk中
#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為_start地址
?ldr?r3, _bss_start
@_bss_start為數(shù)據(jù)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(jié)到寄存器,每讀一個就更新一次r0地址
@ldmia:r0安字節(jié)增長
?stmia?r1!, {r3-r10}??/* copy to?? target address [r1]??? */
@LDM(STM)用于在寄存器所指的一片連續(xù)存儲器和寄存器列表的寄存@器間進行數(shù)據(jù)移動，或是進行壓棧和出棧操作。
@格式為：LDM(STM){條件}{類型}基址寄存器{！}，寄存器列表{^}
@對于類型有以下幾種情況：?IA?每次傳送后地址加1，用于移動數(shù)
@據(jù)塊
????IB?每次傳送前地址加1，用于移動數(shù)據(jù)塊
????DA?每次傳送后地址減1，用于移動數(shù)據(jù)塊
????DB?每次傳送前地址減1，用于移動數(shù)據(jù)塊
????FD?滿遞減堆棧，用于操作堆棧（即先移動指針再操作數(shù)據(jù)，相當(dāng)于DB）
????ED?空遞減堆棧，用于操作堆棧（即先操作數(shù)據(jù)再移動指針，相當(dāng)于DA）
????FA?滿遞增堆棧，用于操作堆棧（即先移動指針再操作數(shù)據(jù)，相當(dāng)于IB）
????EA?空遞增堆棧，用于操作堆棧（即先操作數(shù)據(jù)再移動指針，相當(dāng)于IA）
（這里是不是應(yīng)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(qū)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(fā)板信息
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
@這里如果需要使用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(shù)據(jù)段_bss_start----_bss_end中的數(shù)據(jù)?@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，到這里因該是第一階段已經(jīng)完成了吧，下面就要去C語言中執(zhí)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(diào)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(guān)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(xié)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(shù)手冊的協(xié)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，因為內(nèi)存是跟開發(fā)板密切相關(guān)的，所以這部分在/開發(fā)板目錄/lowlevel_init.S中實現(xiàn)?
?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(quán)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(從反匯編上看，fp和ip一般用于存放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的值為當(dāng)前指令的地址值加8個字節(jié)）
R16????：（(Current Program Status Register，當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器)）
?????????? SPSR _fiq,SPSR_irq,SPSR_abt,SPSR_und(USR模式?jīng)]有)
?
#if?defined(CONFIG_AT91RM9200EK)
?
#else
?bl?lowlevel_init
@在重定向代碼之前，必須初始化內(nèi)存時序，因為重定向時需要將@flash中的代碼復(fù)制到內(nèi)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(guān)系不是很大，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(zhuǎn)指令（因為每個異常向量只?@有4個字節(jié)不能放太多的程序），跳到相應(yīng)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的流程為：異常向量——上電復(fù)位后進入復(fù)位異常向量——跳到啟動代碼處——設(shè)置處理器進入管理模式——關(guān)閉看門狗——關(guān)閉中斷——設(shè)置時鐘分頻——關(guān)閉MMU和CACHE——進入lowlever_init.S——檢查當(dāng)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(guān)于uboot啟動的資料。 原文： 1.uboot啟動內(nèi)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(shè)bootcmd = nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0
<1> nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel;
從nand讀出內(nèi)核：從哪里讀？?? 從kernel分區(qū)
????????放到哪里去？-0x30007FC0
下面講解什么是分區(qū)：
就是將nand劃分為幾個區(qū)域，一般如下：
bootloader-》params-》kernel-》root
這些分區(qū)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(qū)可能對某些uboot不夠用，這里只是舉例而已。
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
那么上面的nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel就等價于：
nand read.jffs2 0x30007FC0 0x00060000 0x00200000
注：這里的read.jffs2并不是指定要什么特定的格式，而是用read.jffs2不需要塊/頁對齊,所以這個kernel的分區(qū)大小可以
隨意定。
<2> bootm 0x30007FC0
關(guān)鍵函數(shù)do_bootm()
flash上存的內(nèi)核：uImage
uImage = 頭部+真正的內(nèi)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(guān)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(nèi)核運行是應(yīng)該位于的地方???
ih_ep是入口地址，即內(nèi)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(nèi)核中nand讀出來的時候是可以放在內(nèi)核的任何地方的，如0x31000000，0x32000000等等，只要它不破壞uboot所占用的內(nèi)存空間就可以了，如下圖：
從0x33F4DF74-0x30000000都是可以用的。
那么為什么既然設(shè)定好了加載地址和入口地址內(nèi)核還能隨意放呢？
那是因為uImage有一個頭部！頭部里有加載地址和入口地址，當(dāng)我們用bootm xxx的時候，
do_bootm這個函數(shù)會先去讀uImage的頭部以獲取該uImage的加載地址和入口地址，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該uImage目前所處的內(nèi)存地址不等于它的加載地址時，該函數(shù)會將該uImage移動到它的加載地址上，在代碼中體現(xiàn)如下：
case IH_COMP_NONE:：
if (load != image_start)?
{
????????memmove_wd ((void *)load, (void *)image_start, image_len, CHUNKSZ);
}
另外，當(dāng)我們的內(nèi)核正好處于頭部指定的加載地址的話，那么就不用uboot的do_bootm函數(shù)來幫我們搬運內(nèi)核了，這樣可以節(jié)省啟動時間。這就是為什么我們一般都下載uImage到
0x30007FC0的原因了！
我們所用的內(nèi)核加載地址是0x30008000，而頭部的大小為64個字節(jié)，所以將內(nèi)核拷貝到0x30007FC0時，再加載頭部的64個字節(jié)，內(nèi)核正好位于0x30008000處！
現(xiàn)在總結(jié)bootm做了什么：
1.????讀取頭部
2.????將內(nèi)核移動到加載地址
3.????啟動內(nèi)核
具體如何啟動內(nèi)核？
使用do_bootm_linux()，在/lib_arm/bootm.c定義，因為我們已經(jīng)知道入口地址了，所以只需跳到入口地址就可以啟動linux內(nèi)核了，但是在這之前需要做一件事————uboot傳遞參數(shù)給內(nèi)核！！
現(xiàn)在來分析do_bootm_linux()這個函數(shù)：
????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);//然后是調(diào)用thekernel
函數(shù)，以0，machid，bd->bi_boot_params作為參數(shù)
下面分析這三個參數(shù)：
1.machid就是uboot里設(shè)置好的板子的機器碼，mini2440的是MACH_TYPE_MINI2440 (1999),內(nèi)核所設(shè)置的機器碼和uboot所設(shè)置的機器碼必須一致才能啟動內(nèi)核
2.bd->bi_boot_parmas就是uboot需傳遞給內(nèi)核的啟動參數(shù)所位于的地址
3.0暫時還不知道什么作用/**********************************************/
那么uboot傳給內(nèi)核的啟動參數(shù)是在哪里設(shè)置的呢？
其實就是在調(diào)用????theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);前面的一小段代碼里設(shè)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);
每一個啟動參數(shù)對應(yīng)一個tag結(jié)構(gòu)體，所謂的設(shè)置傳遞參數(shù)其實就是初始化這些tag的值，想了解這個結(jié)構(gòu)體以及這些tag的值是如何設(shè)置的請看韋東山的書關(guān)于uboot移植章節(jié)！
下面我們看一下setup_start_tag(bd)這個函數(shù)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，這里設(shè)置了參數(shù)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(shù)：
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(nèi)核啟動時就會去讀取這些tag參數(shù) 與50位技術(shù)專家面對面20年技術(shù)見證，附贈技術(shù)全景圖
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的uboot 详细注释讲解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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