Uboot启动过程详解

Uboot启动过程详解 u-boot系统启动 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 大多数bootloader都分为stage1和stage2两部分，u-boot也不例外。 依赖于CPU体系结构的代码(如设备初始化代码等)通常都放在stage1且可以用汇编语言来实现，而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。 1、Stage1 start.S代码结构u-boot的stage1代码通常放在start.S文件中，他用汇编语言写成，其主要代码部分如下 定义入口。: 该工作通过修改连接器脚本来完成。 (2)设置异常向量(Exception Vector)。 (3)设置CPU的速度、时钟频率及终端控制寄存器。 (4)初始化内存控制器。 (5)将ROM中的程序复制到RAM中。 (6)初始化堆栈。 (7)转到RAM中执行，该工作可使用指令ldr pc来完成。 2、Stage2 C语言代码部分lib_arm/board.c中的start arm boot是C语言开始的函数也是整个启动代码中C语言的主函数，同时还是整个u-bootarmboot)的主函数，该函数只要完成如下操作: (1)调用一系列的初始化函数。 (2)初始化Flash设备。 (3)初始化系统内存分配函数。 (4)如果目标系统拥有NAND设备，则初始化NAND设备。 (5)如果目标系统有显示设备，则初始化该类设备。 初始化相关网络设备，填写IP、MAC地址等。 (6) (7)进去命令循环(即整个boot的工作循环)，接受用户从串口输入的命令，然后进行相应的工作。 3、U-Boot的启动顺序 主要顺序如下图所示 函数顺序初始化顺序 图为U-Boot顺序 下面就根据代码进行解释: /*中断向量*/ .globl _start//u-boot启动入口 _start:b reset//复位向量并且跳转到reset ldr pc,_undefined_instruction ldr pc,_software_interrupt ldr pc,_prefetch_abort ldr pc,_data_abort ldr pc,_not_used ldr pc,_irq// 中断向量 ldr pc,_fiq//中断向量 b sleep_setting//跳转到sleep_setting 并通过下段代码拷贝到内存里 relocate://把uboot重新定位到RAM adr r0,_start//r0是代码的当前 位置 ldr r2,_armboot_start//r2是armboot的开始地址 ldr r3,_armboot_end//r3是armboot的结束地址 sub r2,r3,r2//r2得到armboot的大小 ldr r1,_TEXT_BASE//r1得到目标地址 add r2,r0,r2//r2得到源结束地址 //重新定位代码 copy_loop: ldmia r0～,{r3-r10}//从源地址[r0] stmia r1～,{r3-r10}//复制到目标地址[r1] cmp r0,r2//复制数据块直到源数据末尾地址[r2] ble copy_loop 系统上电或reset后，cpu的PC一般都指向0x0地址，在0x0地址上的指 令是 reset://复位启动子程序 /*设置CPU为SVC32模式*/ mrs r0,cpsr//将CPSR状态寄存器读取，保存到R0中 bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#0xd3 msr cpsr,r0 //将R0写入状态寄存器中 /*关闭看门狗*/ ldr r0,=pWTCON mov r1,#0x0 str r1,[r0] /**/ mov r1,#0xffffffff ldr r0,=INTMSK str r1,[r0] ldr r2,=0x7ff ldr r0,=INTSUBMSK str r2,[r0] /*初始化系统时钟*/ ldr r0,=LOCKTIME ldr r1,=0xffffff str r1,[r0] clear_bss: ldr r0,_bss_start//找到bss的起始地址 add r0,r0,#4//从bss的第一个字开始 ldr r1,_bss_end//bss末尾地址 mov r2,#0x 00000000//清零 clbss_l:str r2,[r0]//bss段空间地址清零循环 add r0,r0,#4 cmp r0,r1 bne clbss_l /*关键的初始化子程序*/ /*cpu初始化关键寄存器 *设置重要寄存器 *设置内存时钟 */ cpu_init_crit: /*flush v4 I/D 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*/ mrc p15,0,r0,c1,c0,0 bic r0,r0,#0x 00002300@clear bits 13,9:8(--V---RS) bic r0,r0,#0x 00000087@clear bits 7,2:0(B----CAM) orr r0,r0,#0x 00000002@set bit 2(A)Align orr r0,r0,#0x 00001000@set bit 12(I)I-Cache mcr p15,0,r0,c1,c0,0 /*在重新定位前，我们要设置RAM的时间，因为内存时钟依赖开发板硬件 的，你将会找到board目录底下的memsetup.S。*/ mov ip,lr #ifndef CONFIG_S3C2440A_JTAG_BOOT bl memsetup//调用memsetup子程 序(在board/smdk2442memsetup.S #endif mov lr,ip mov pc,lr//子程序返回 memsetup: /*初始化内存*/ mov r1,#MEM_CTL_BASE adrl r2,mem_cfg_val add r3,r1,#52 1:ldr r4,[r2],#4 str r4,[r1],#4 cmp r1,r3 bne 1b /*跳转到原来进来的下一个指令(start.S文件里)*/ mov pc,lr//子程序返回 /*建立堆栈*/ ldr r0,_armboot_end//armboot_end重定位 add r0,r0,#CONFIG_STACKSIZE//向下配置堆栈空间 stack预留个3字 sub sp,r0,#12//为abort- /*跳转到C代码去*/ ldr pc,_start_armboot//跳转到start_armboot函数入口， start_armboot 字保存函数入口指针 _start_armboot:.word start_armboot//start_armboot函数在 lib_arm/board.c中实现 从此进入第二阶段C语言代码部分 /*异常处理程序*/ .align 5 undefined_instruction://未定义指令 get_bad_stack bad_save_user_regs bl do_undefined_instruction .align 5 software_interrupt://软件中断 get_bad_stack bad_save_user_regs bl do_s oftware_interrupt .align 5 prefetch_abort://预取异常中止 get_bad_stack bad_save_user_regs bl do_prefetch_abort .align 5 data_abort://数据异常中止 get_bad_stack bad_save_user_regs bl do_data_abort .align 5 not_used://未利用 get_bad_stack bad_save_user_regs bl do_not_used .align 5 irq://中断请求 get_irq_stack irq_save_user_regs bl do_irq irq_restore_user_regs .align 5 fiq://快速中断请求 get_fiq_stack /*someone ought to write amore effiction fiq_save_user_regs*/ irq_save_user_regs bl do_fiq irq_restore_user_regs sleep_setting: //休眠设置 @prepare the SDRAM self-refresh mode ldr r0,=0x 48000024@REFRESH Register ldr r1,[r0] orr r1,r1,#(1bd=&bd_data; memset(gd-bd,0,sizeof(bd_t)); monitor_flash_len=_armboot_end_data-_armboot_start; /*调用执行init_sequence数组按顺序执行初始化*/ for(init_fnc_ptr=init_sequence;*init_fnc_ptr;++init_fnc_ptr) { if((*init_fnc_ptr)()～=0) { hang(); } } #if 0 /*配置可用的flash单元*/ size=flash_init();//初始化flash display_flash_config(size);// 显示flash的大小 /*_arm_boot在armboot.lds链接脚本中定义*/ #endif #ifdef CONFIG_VFD #ifndef PAGE_SIZE #define PAGE_SIZE 4096 #endif /*为VFD显示预留内存整个页面)*/ /*armboot_real_end在board-specific链接脚本中定义*/ addr=(_armboot_real_end+(PAGE_SIZE-1))&~(PAGE_SIZE-1); size=vfd_setmem(addr); -fb_base=addr; gd /*进入下一个界面*/ addr+=size; addr=(addr+(PAGE_SIZE-1))&~(PAGE_SIZE-1); mem_malloc_init(addr); #else /*armboot_real_end在board-specific链接脚本中定义*/ mem_malloc_init(_armboot_real_end); #endif/*CONFIG_VFD*/ #if(CONFIG_COMMANDS&CFG_CMD_NAND) puts("NAND:"); nand_init();/*NAND初始化*/ #endif #ifdef CONFIG_HAS_DATAFLASH AT91F_DataflashInit(); dataflash_print_info(); #endif /*初始化环境*/ env_relocate(); /*配置环境变量，重新定位*/ #ifdef CONFIG_VFD /*must do this after the framebuffer is allocated*/ drv_vfd_init(); #endif /*从环境中得到IP*/ bd_data.bi_ip_addr=getenv_IPaddr("ipaddr"); /*以太网接口MAC*/ { int i; ulong reg; char*s,*e; uchar tmp[64]; i=getenv_r("ethaddr",tmp,sizeof(tmp)); s=(i 0)?tmp:NULL; for(reg=0;reg bd-bi_enetaddr); #endif #ifdef CONFIG_DRIVER_LAN91C96 if(getenv("ethaddr")){ smc_set_mac_addr(gd-bd-bi_enetaddr); } */ /*eth_hw_init(); #endif/*CONFIG_DRIVER_LAN91C96*/ /*通过环境变量初始化*/ if((s=getenv("loadaddr"))～=NULL){ load_addr=simple_strtoul(s,NULL,16); } #if(CONFIG_COMMANDS&CFG_CMD_NET) if((s=getenv("bootfile"))～=NULL){ copy_filename(BootFile,s,sizeof(BootFile)); } #endif/*CFG_CMD_NET*/ #ifdef BOARD_POST_INIT board_post_init(); #endif /*main_loop()总是试图自动启动，循环不断执行*/ for(;;){ main_loop();/*主循环函数处理执行用户命令-common/main.c } /*NOTREACHED-no way out of command loop except booting*/ }