日期:2014-5-16 浏览次数:21137次 点赞次数:20

给大家分享我总结的u-boot文章,希望对各位有帮助,葵花在手,江山我有。。。
1. 下面代码是系统启动后U-boot上电后运行的第一段代码,他是什么意思?
.globl _start
_start: b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq

_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
.balignl 16,0xdeadbeef
他们是系统定义的异常,一上电程序跳转到reset异常处执行相应的汇编指令,下面定义出的都是不同的异常,比如软件发生软中断时,CPU就会去执行软中断的指令,这些异常中断在CUP中地址是从0开始,每个异常占4个字节。
reset:
/*
* set the cpu to SVC32 mode
*/
mrs r0,cpsr
bic r0,r0,#0x1f
orr r0,r0,#0xd3
msr cpsr,r0
操作系统先注册一个总的中断,然后去查是由哪个中断源产生的中断,再去查用户注册的中断表,查出来后就去执行用户定义的用户中断处理函数。

ldr pc, _undefined_instruction表示把_undefined_instruction存放的数值存放到pc指针上,_undefined_instruction: .word undefined_instruction表示未定义的这个异常是由.word来定义的,它表示定义一个字,一个32位的数,.word后面的数表示把该标识的编译地址写入当前地址,标识是不占用任何指令的。把标识存放的数值copy到指针pc上面,那么标识上存放的值是什么?是由.word undefined_instruction来指定的,pc就代表你运行代码的地址,她就实现了CPU要做一次跳转时的工作。

什么是编译地址?什么是运行地址?
32位的处理器,它的每一条指令是4个字节,以4个字节存储顺序,进行顺序执行,CPU是顺序执行的,只要没发生什么跳转,它会顺序进行执行,编译器会对每一条指令分配一个编译地址,这是编译器分配的,在编译过程中分配的地址,我们称之为编译地址。
运行地址是指,程序指令真正运行的地址,是由用户指定的,用户将运行地址烧录到哪里,哪里就是运行的地址。比如有一个指令的编译地址是0x5,实际运行的地址是0x200,如果用户将指令烧到0x200上,那么这条指令的运行地址就是0x200,当编译地址和运行地址不同的时候会出现什么结果?结果是不能跳转,编译后会产生跳转地址,如果实际地址和编译后产生的地址不相等,那么就不能跳转。C语言编译地址都希望把编译地址和实际运行地址放在一起的,但是汇编代码因为不需要做C语言到汇编的转换,可以认为的去写地址,所以直接写的就是他的运行地址,这就是为什么任何bootloader刚开始会有一段汇编代码,因为起始代码编译地址和实际地址不相等,这段代码和汇编无关,跳转用的运行地址。编译地址和运行地址如何来算呢?假如有两个编译地址a=0x10,b=0x7,b的运行地址是0x300,那么a的运行地址就是b的运行地址加上两者编译地址的差值,a-b=0x10-0x7=0x3,a的运行地址就是0x300+0x3=0x303。
假设uboot上两条指令的编译地址为a=0x33000007和b=0x33000001,这两条指令都落在bank6上,现在要计算出他们对应的运行地址,要找出运行地址的始地址,这个是由用户烧录进去的,假设运行地址的首地址是0x0,则a的运行地址
为0x7,b为0x1,就是这样算出来的。

为什么要分配编译地址?这样做有什么好处,有什么作用?
比如在函数a中定义了函数b,当执行到函数b时要进行指令跳转,要跳转到b函数所对应的起始地址上去,编译时,编译器给每条指令都分配了编译地址,如果编译器已经给分配了地址就可以直接进行跳转,查找b函数跳转指令所对应的表,进行直接跳转,因为有个编译地址和指令对应的一个表,如果没有分配,编译器就查找不到这个跳转地址,要进行计算,非常麻烦。

什么是相对地址?
以NOR Flash为例,NOR Falsh是映射到bank0上面,SDRAM是映射到bank6上面,uboot和内核最终是在SDRAM上面运行,最开始我们是从Nor Flash的零地址开始往后烧录,uboot中至少有一段代码编译地址和运行地址是不一样的,编译uboot或内核时,都会将编译地址放入到SDRAM中,他们最终都会在SDRAM中执行,刚开始uboot在Nor Flash中运行,运行地址是一个低端地址,是bank0中的一个地址,但编译地址是bank6中的地址,这样就会导致绝对跳转指令执行的失败,所以就引出了相对地址的概念。那么什么是相对地址呢?至少在bank0中uboot这段代码要知道不能用b+编译地址这样的方法去跳转指令,因为这段代码的编译地址和运行地址不一样,那如何去做呢?要去计算这个指令运行的真实地址,计算出来后再做跳转,应该是b+运行地址,不能出现b+编译地址,而是b+运行地址,而运行地址是算出来的。

_TEXT_BASE:
  .word TEXT_BASE //0x33F80000,在board/config.mk中
这段话表示,用户告诉编译器编译地址的起始地址

Uboot启动流程
1. 设置CPU的启动模式
reset:
//设置CPU进入管理模式 即设置相应的CPSR程序状态字
/* * set the cpu to SVC32 mode*/
mrs r0,cpsr
bic r0,r0,#0x1f
orr r0,r0,#0xd3
msr cpsr,r0
2. 关闭看门狗,关闭中断,所谓的喂狗是每隔一段时间给某个寄存器置位而已,在实际中会专门启动一个线程或进程会专门喂狗,当上层软件出现故障时就会停止喂狗,停止喂狗之后,cpu会自动复位,一般都在外部专门有一个看门狗,做一个外部的电路,不在cpu内部使用看门狗,cpu内部的看门狗是复位的cpu,当开发板很复杂时,有好几个cpu时,就不能完全让板子复位,但我们通常都让整个板子复位。看门狗每隔短时间就会喂狗,问题是在两次喂狗之间的时间间隔内,运行的代码的时间是否够用,两次喂狗之间的代码是否在两次喂狗的时间延迟之内,如果在延迟之外的话,代码还没改完就又进行喂狗,代码永远也改不完。
//关闭看门狗的实际代码
#if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)
ldr r0, =pWTCON //将pwtcon寄存器地址赋给R0
mov r1, #0x0 //r1的内容为0
str r1, [r0] //将R1的内容送到Ro寄存器中去

3. 屏蔽所有中断,为什么要关中断?中断处理中ldr pc是将代码的编译地址放在了指针上,而这段时间还没有搬移代码,所以编译地址上面没有这个代码,如果进行跳转就会跳转到空指针上面
/* * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default*/
mov r1, #0xffffffff //寄存器中的值全为11111111111111111111111111111111
ldr r0, =INTMSK //将管理中断的寄存器地址赋给ro
str r1, [r0] //将全1的值赋给ro地址中的内容
#if defined(CONFIG_S3C2410)
ldr r1, =0x3ff
ldr r0, =INTSUBMSK
str r1, [r0]
#endif

3. 设置时钟分频,为什么要设置时钟?起始可以不设,系统能不能跑起来和频率没有任何关系,频率的设置是要让外围的设备能承受所设置的频率,如果频率过高则会导致cpu