uboot整体结构移植步骤以及启动代码分析.docx

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uboot整体结构移植步骤以及启动代码分析

一、整体结构

首先下载u-boot的源代码（www.denx.de），解压缩，你可以看到下面的目录：

-board目标板相关文件，主要包含SDRAM、FLASH驱动；

-common独立于处理器体系结构的通用代码，如内存大小探测与故障检测；

-cpu与处理器相关的文件。

如mpc8xx子目录下含串口、网口、LCD驱动及中断初始化等文件；

-driver通用设备驱动，如CFIFLASH驱动（目前对INTELFLASH支持较好）

-docU-Boot的说明文档；

-examples可在U-Boot下运行的示例程序；如hello_world.c,timer.c；

-includeU-Boot头文件；尤其configs子目录下与目标板相关的配置头文件是移植过程中经常要修改的文件；

-lib_xxx处理器体系相关的文件，如lib_ppc,lib_arm目录分别包含与PowerPC、ARM体系结构相关的文件；

-net与网络功能相关的文件目录，如bootp,nfs,tftp；

-post上电自检文件目录。

尚有待于进一步完善；

-rtcRTC驱动程序；

-tools用于创建U-BootS-RECORD和BIN镜像文件的工具；

二、移植步骤

为了使U-Boot支持新的开发板,一种简便的做法是在U-Boot已经支持的开发板中选择一种和目标板接近的,并在其基础上进行修改。

代码修改的步骤如下：

1）在board目录下创建smdk2410目录,添加smdk2410.c、flash.c、memsetup.s、u-boot.lds和config.mk等;

2）在cpu目录下创建arm920t目录,主要包含start.s、interrupts.c、cpu.c、serial.c和speed.c等文件;

3）在include/configs目录下添加smdk2410.h,它定义了全局的宏定义等;

4）修改u-boot根目录下的Makefile文件：

smdk2410_config :

 unconfig@./mkconfig$（@:

_config=）armarm920tsmdk2410

5）运行makesmdk2410_config,如果没有错误,就可以开始进行与硬件相关的代码移植工作。

由于这部分代码与硬件紧密相关,所以要熟悉开发板的硬件配置,可参考各芯片的用户手册。

   当然，这个是一般步骤，后面我们做的可能具体文件名还和这个不一样，等到那时候在交待，这里先介绍的目的是在开始的时候给个大概的思路，要不直接分析源代码，有点在原始森林的感觉，耐心的看吧：

）

三、start.S分析

首先介绍start.S中的代码的具体作用，由于该代码是系统最开始执行的，这时，u-boot对系统一无所知，必须要初始化一些东西，比如设置异常的入口地址和异常处理函数;配置PLLCON寄存器,确定系统的主频;屏蔽看门狗和中断;初始化I/O寄存器;关闭MMU功能;调用/board/smdk2410中的memsetup.s,初始化存储器空间,设置刷新频率;将U-Boot的内容复制到SDRAM中;设置堆栈的大小,然后ldrpc,_start_armboot，跳到C函数

代码来自华恒的板子上面的资料

/*CPUclcok*/

/*50.00MHz*/

#defineMDIV_50                0x5c

#definePDIV_50                0x4

#defineSDIV_50                0x2

/*100.00MHz*/

#defineMDIV_100       0xa1

#definePDIV_100       0x3

#defineSDIV_100       0x1

/*200.00MHz*/

/*CPUclock=202.800000Mhz,HCLK=101.400000Mhz,PCLK=50.700000Mhz*/

/*0xa1 3 1*/

/*180Mhz90Mhz45Mhz 0x52 1 1*/

/*152MHZ             0x441  1*/

#defineMDIV_200               0xa1

#definePDIV_200               0x3

#defineSDIV_200               0x1

#definevMPLLCON_50            （（MDIV_50<<12）|（PDIV_50<<4）|（SDIV_50））

#definevMPLLCON_100       （（MDIV_100<<12）|（PDIV_100<<4）|（SDIV_100））

#definevMPLLCON_200       （（MDIV_200<<12）|（PDIV_200<<4）|（SDIV_200））

/*

 *************************************************************************

 *

 *Jumpvectortableasintable3.1in[1]

 *

 *************************************************************************

 */

.globl_start

_start:

   b      reset======================================〉程序从这里开始

   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:

   .wordundefined_instruction

_software_interrupt:

   .wordsoftware_interrupt

_prefetch_abort:

   .wordprefetch_abort

_data_abort:

      .worddata_abort

_not_used:

      .wordnot_used

_irq:

         .wordirq

_fiq:

         .wordfiq

   .balignl16,0xdeadbeef

/*

 *************************************************************************

 *

 *StartupCode（resetvector）

 *

 *doimportantinitonlyifwedon'tstartfrommemory!

 *relocatearmboottoram

 *setupstack

 *jumptosecondstage

 *

 *************************************************************************

 */

/*

 *CFG_MEM_ENDisintheboarddependentconfig-file（configs/config_BOARD.h）

 */

_TEXT_BASE:

   .word   TEXT_BASE

.globl_armboot_start

_armboot_start:

   .word_start

/*

 *Note:

_armboot_end_dataand_armboot_endaredefined

 *bythe（board-dependent）linkerscript.

 *_armboot_end_dataisthefirstusableFLASHaddressafterarmboot

 */

.globl_armboot_end_data

_armboot_end_data:

   .wordarmboot_end_data

.globl_armboot_end

_armboot_end:

   .wordarmboot_end

/*

 *_armboot_real_endisthefirstusableRAMaddressbehindarmboot

 *andthevariousstacks

 */

.globl_armboot_real_end

_armboot_real_end:

   .word0x0badc0de

#ifdefCONFIG_USE_IRQ

/*IRQstackmemory（calculatedatrun-time）*/

.globlIRQ_STACK_START

IRQ_STACK_START:

   .word   0x0badc0de

/*IRQstackmemory（calculatedatrun-time）*/

.globlFIQ_STACK_START

FIQ_STACK_START:

   .word0x0badc0de

#endif

/*

 *theactualresetcode

 */

reset:

=============================================〉程序开始的时候跳转到这里

   ldr    r0,=pWTCON

   mov    r1,#0x0

   str    r1,[r0]；0x0写到0x53000000地址上，其实该地址是看门狗的控制寄存器，该指令就是关闭看门狗，具体对应位请看2410的用户手册。

   /*

    *maskallIRQsbysettingallbitsintheINTMR-default

    */

   mov   r1,#0xffffffff

   ldr   r0,=INTMSK

   str   r1,[r0]；将0xffffffff写到INTMSK代表的地址上，屏蔽中断

#ifdefined（CONFIG_S3C2410）

   ldr   r1,=0x7ff

   ldr   r0,=INTSUBMSK

   str   r1,[r0]；对于2410还要设置此寄存器

#endif

       @initialisesystemclocks；下面没什么要讲的，具体参看2410的用户手册

       mov    r1,#CLK_CTL_BASE

       mvn    r2,#0xff000000

       str    r2,[r1,#0x0] /*oLOCKTIME*/

       @ldr   r2,mpll_50mhz

       @str   r2,[r1,#0x4] /*oMPLLCON*/

       mov    r1,#CLK_CTL_BASE

/*       mov    r2,#0x3*/

       mov    r2,#0x3

       str    r2,[r1,#0x14]           /*oCLKDIVN*/

       mrc    p15,0,r1,c1,c0,0          @readctrlregister

       orr    r1,r1,#0xc0000000            @Asynchronous

       mcr    p15,0,r1,c1,c0,0          @writectrlregister

       @now,CPUclockis200Mhz

       mov    r1,#CLK_CTL_BASE

       ldr    r2,mpll_200mhz

       str    r2,[r1,#0x4]              /*oMPLLCON*/

   /*

    *wedosys-criticalinitsonlyatreboot,

    *notwhenbootingfromram!

    */

#ifdefCONFIG_INIT_CRITICAL

   bl   cpu_init_crit；跳到下面的子过程

#endif

relocate:

；下面代码的作用是把u-boot的后续代码搬运到内存中

   /*

    *relocatearmboottoRAM

    */

   adr   r0,_start      /*r0<-currentpositionofcode*/

   ldr   r2,_armboot_start

   ldr   r3,_armboot_end

   sub   r2,r3,r2      /*r2<-sizeofarmboot*/

   ldr   r1,_TEXT_BASE      \board\smdk2410\config.mk中定义了_TEXT_BASE，表示把u-boot搬到内存中的相应位置，在这里是0x33F00000，相对于0x30000000来说是63MB的地方，朋友们可能要疑惑了，前面的文章不是介绍了我们用的板子是32M内存吗？

那怎么是63M的地方呢，其实2410支持地址循环，这里其实就是31M的地方，哈哈，那u-boot不是把自己放在SDRAM中的最高的地方吗？

的确是这样的。

   add   r2,r0,r2      /*r2<-sourceendaddress*/

   /*

    *r0=sourceaddress

    *r1=targetaddress

    *r2=sourceendaddress

    */

copy_loop:

；开始拷贝

   ldmia   r0!

{r3-r10}

   stmia   r1!

{r3-r10}

   cmp   r0,r2

   ble   copy_loop

   /*setupthestack*/；最后我们在u-boot之后建立堆栈，为C语言的执行创建环境，否则是不允许执行C程序的，大小为128*1024

   ldr   r0,_armboot_end

   add   r0,r0,#CONFIG_STACKSIZE该宏在\include\configs\smdk2410.h中定义

   sub   sp,r0,#12      /*leave3wordsforabort-stack*/

   ldr   pc,_start_armboot

_start_armboot:

   .wordstart_armboot；跳转到/lib_arm/board.c中的start_armboot（）函数中运行了，到此我们完成了第一阶段，初始汇编代码的运行

/*

 *************************************************************************

 *

 *CPU_init_criticalregisters

 *

 *setupimportantregisters

 *setupmemorytiming

 *

 *************************************************************************

 */

cpu_init_crit:

   /*

    *flushv4I/Dcaches；意思很明白不是？

    */

   mov   r0,#0

   mcr   p15,0,r0,c7,c7,0   //flushv3/v4cache

   mcr   p15,0,r0,c8,c7,0   //flushv4TLB

   /*

    *disableMMUstuffandcaches

    */

   mrc   p15,0,r0,c1,c0,0

   bic   r0,r0,#0x00002300   @clearbits13,9:

8（--V---RS）

   bic   r0,r0,#0x00000087   @clearbits7,2:

0（B----CAM）

   orr   r0,r0,#0x00000002   @setbit2（A）Align

   orr   r0,r0,#0x00001000   @setbit12（I）I-Cache

   mcr   p15,0,r0,c1,c0,0

   /*

    *beforerelocating,wehavetosetupRAMtiming

    *becausememorytimingisboard-dependend,youwill

    *findamemsetup.Sinyourboarddirectory.

    */

   mov   ip,lr

   bl   memsetup==〉上面英文注释就是，在重新定位之前，要初始化RAM，以及设置刷新频率

我们在本文的最后插上memsetup.S的代码。

   mov   lr,ip

   mov   pc,lr返回，并且回到上面，进行重定位

/*

 *************************************************************************

 *

 *Interrupthandling

 *

 *************************************************************************

 */

@

@IRQstackframe.

@

#defineS_FRAME_SIZE   72

#defineS_OLD_R0   68

#defineS_PSR      64

#defineS_PC      60

#defineS_LR      56

#defineS_SP      52

#defineS_IP      48

#defineS_FP      44

#defineS_R10      40

#defineS_R9      36

#defineS_R8      32

#defineS_R7      28

#defineS_R6      24

#defineS_R5      20

#defineS_R4      16

#defineS_R3      12

#defineS_R2      8

#defineS_R1      4

#defineS_R0      0

#defineMODE_SVC0x13

#defineI_BIT    0x80

/*

 *usebad_save_user_regsforabort/prefetch/undef/swi...

 *useirq_save_user_regs/irq_restore_user_regsforIRQ/FIQhandling

 */

   .macro   bad_save_user_regs

   sub   sp,sp,#S_FRAME_SIZE

   stmia   sp,{r0-r12}         @Callingr0-r12

   add    r8,sp,#S_PC

   ldr   r2,_armboot_end

   add   r2,r2,#CONFIG_STACKSIZE

   sub   r2,r2,#8

   ldmia   r2,{r2-r4}                  @getpc,cpsr,old_r0

   add   r0,sp,#S_FRAME_SIZE      @restoresp_SVC

   add   r5,sp,#S_SP

   mov   r1,lr

   stmia   r5,{r0-r4}                  @savesp_SVC,lr_SVC,pc,cpsr,old_r

   mov   r0,sp

   .endm

   .macro   irq_save_user_regs

   sub   sp,sp,#S_FRAME_SIZE

   stmia   sp,{r0-r12}         @Callingr0-r12

   add    r8,sp,#S_PC

   stmdb  r8,{sp,lr}^                  @CallingSP,LR

   str    lr,[r8,#0]                   @SavecallingPC

   mrs    r6,spsr

   str    r6,[r8,#4]                   @SaveCPSR

   st