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s3c2410 uboot之start.s分析

发布时间:2025-07-16 发布时间:
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开始start.s分析,根据s3c2410来跟踪代码,参考了s3c2410的datasheet和网上各个帖子

一般来说,大家都是从start.s来分析uboot,但是事实是流程是从makefile中来的,也就是说是在敲入make smdk2410_config和make all后才进入start.s中,makefile在这里不做分析,韦东山的那本书有详细的说明,这里要提到的是makefile传进来的,我们在 uboot中所设计到的ldflags,这个标志确定了连接方式,其中的-t board/smd2410/u-boot.lds -ttext 0x33f8000(展开后的)指定了程序的布局和地址,u-boot.lds如下(参考martree的专栏):

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

output_format("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm"")
    ;指定输出可执行文件是elf格式,32位arm指令,小端
output_arch(arm)
    ;指定输出可执行文件的平台为arm
entry(_start)
    ;指定输出可执行文件的起始代码段为_start.
sections
{
        . = 0x00000000 ; 指明目标代码的起始地址从0x0位置开始,"."代表的是当前位置
        . = align(4)   ; 代码以4字节对齐
        .text : ;指定代码段
        {
          cpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分,指明start.s是入口程序代码,被放到代码段的开头
          *(.text) ;其它代码部分
        }
        . = align(4) 
        .rodata : { *(.rodata) } ;指定只读数据段,ro段
        . = align(4);
        .data : { *(.data) }     ;指定读/写数据段,rw段
        . = align(4);
        .got : { *(.got) }       ;指定got段, got段式是uboot自定义的一个段, 非标准段
        __u_boot_cmd_start = .   ;把__u_boot_cmd_start赋值为当前位置, 即起始位置
        .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) } ;指定u_boot_cmd段, uboot把所有的uboot命令放在该段.
        __u_boot_cmd_end = .;把__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置
        . = align(4);
        __bss_start = .; 把__bss_start赋值为当前位置,即bss段的开始位置
        .bss : { *(.bss) }; 指定bss段
        _end = .; 把_end赋值为当前位置,即bss段的结束位置
}

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

从这里可以看出start.s是程序的入口点,下面是start.s代码

//global声明一个符号可被其它文件引用,相当于声明了一个全局变量,.globl与.global相同。
//该部分为处理器的异常处理向量表。地址范围为0x0000 0000 ~ 0x0000 0020,刚好8条指令。

.globl _start
_start:    b       reset     /*跳转到reset标号执行*/
    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


// .word伪操作用于分配一段字内存单元(分配的单元都是字对齐的),并用伪操作中的expr初始化。.long与.int作用与之//相同。
_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

/*
* startup code (reset vector)
*
* do important init only if we don't start from ram!
* - relocate armboot to ram
* - setup stack
* - jump to second stage
*/

// text_base在开发板相关的目录中的config.mk文件中定义, 它定义了
// 代码在运行时所在的地址, 那么_text_base中保存了这个地址
_text_base:
    .word    text_base

// 声明 _armboot_start 并用 _start 来进行初始化,在board/u-boot.lds中定义。
.globl _armboot_start
_armboot_start:
    .word _start

/*
* these are defined in the board-specific linker script.
*/

// 声明_bss_start并用__bss_start来初始化,其中__bss_start定义在与板相关的u-boot.lds中。
// _bss_start保存的是__bss_start这个标号所在的地址, 这里涉及到当前代码所在
// 的地址不是编译时的地址的情况, 这里直接取得该标号对应的地址, 不受编译时
// 地址的影响. _bss_end也是同样的道理.
.globl _bss_start
_bss_start:
    .word __bss_start
// 同上
.globl _bss_end
_bss_end:
    .word _end

#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

//  mrs {} rd,cpsr|spsr 将cpsr|spsr传送到rd
//  使用这两条指令将状态寄存器传送到一般寄存器,只修改必要的位,再将结果传送回状态寄存器,这样可以最好地完成对crsp或者spsr的修改
//  msr {} cpsr_|spsr_,rm 或者是 msr {} cpsr_f|spsr_f,#<32-bit immediate>
//  mrs与msr配合使用,作为更新psr的“读取--修改--写回”序列的一部分
//   bic r0,r1,r2  ;r0:=r1 and not r2
//   orr ro,r1,r2  ;r0:=r1 or r2
//  这几条指令执行完毕后,进入svc模式,该模式主要用来处理软件中断(swi)
reset:
    mrs    r0,cpsr        /* set the cpu to svc32 mode        */
    bic    r0,r0,#0x1f        /* (superviser mode, m=10011)        */
    orr    r0,r0,#0xb3    /*disable irq and frq svc mode*/
    msr    cpsr,r0

/* 关闭看门狗,s3c2410手则 */
#if defined(config_s3c2400)
# define pwtcon        0x15300000
# define intmsk        0x14400008    /* interupt-controller base addresses */
# define clkdivn    0x14800014    /* clock divisor register */
#elif defined(config_s3c2410)
# define pwtcon        0x53000000
# define intmsk        0x4a000008    /* interupt-controller base addresses */
# define intsubmsk    0x4a00001c
# define clkdivn    0x4c000014    /* clock divisor register */
#endif

#if defined(config_s3c2400) || defined(config_s3c2410)
    ldr     r0, =pwtcon
    mov     r1, #0x0
    str     r1, [r0]

    /*
     * 屏蔽所有中断
     */
    mov    r1, #0xffffffff
    ldr    r0, =intmsk
    str    r1, [r0]
# if defined(config_s3c2410)
    ldr    r1, =0x3ff
    ldr    r0, =intsubmsk
    str    r1, [r0]
# endif

    /* 设置fclk:hclk:pclk = 1:2:4 */
    /*fclk默认为120 mhz ! */
    ldr    r0, =clkdivn
    mov    r1, #3
    str    r1, [r0]
#endif    /* config_s3c2400 || config_s3c2410 */

    /*该语句首先调用cpu_init_crit进行cpu的初始化,并把下一条指令的地址保存在lr中,以使得执行完后能够正常返回。后面会分析*/
#ifndef config_skip_lowlevel_init
    bl    cpu_init_crit
#endif

//调试阶段的代码是直接在ram中运行的,而最后需要把这些代码固化到flash中,因此u-boot需要自己从flash转移到
//ram中运行,这也是重定向的目的所在。
//通过adr指令得到当前代码的地址信息:如果u-boot是从ram开始运行,则从adr,r0,_start得到的地址信息为
//r0=_start=_text_base=text_base=0xa3000000;如果u-boot从flash开始运行,即从处理器对应的地址运行,
//则r0=0x0000,这时将会执行copy_loop标识的那段代码了。
// _text_base 定义在board/pxa255_idp/config.mk中

#ifndef config_skip_relocate_uboot
relocate:                /* relocate u-boot to ram        */
    adr    r0, _start        /* r0     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
    ldr    r3, _bss_start
    sub    r2, r3, r2        /* r2     add    r2, r0, r2        /* r2
copy_loop:
    ldmia    r0!, {r3-r10}        /* copy from source address [r0]    */
    stmia    r1!, {r3-r10}        /* copy to   target address [r1]    */
    cmp    r0, r2            /* until source end addreee [r2]    */
    ble    copy_loop
#endif    /* config_skip_relocate_uboot */

    /* set up the stack                            */
stack_setup:
    ldr    r0, _text_base        /* upper 128 kib: relocated uboot   */
    sub    r0, r0, #cfg_malloc_len    /* malloc area                      */
    sub    r0, r0, #cfg_gbl_data_size /* bdinfo                        */

// 这里如果需要使用irq, 还有给irq保留堆栈空间

#ifdef config_use_irq
    sub    r0, r0, #(config_stacksize_irq config_stacksize_fiq)
#endif

//这里是直接减去12,但是在后面board.c中的cpu_init中代码是减8再减4的(如下),大家看到后面再反过来看看,会觉得很有意//思
/*

int cpu_init (void)
{
    /*
     * setup up stacks if necessary
     */
#ifdef config_use_irq
    irq_stack_start = _armboot_start - cfg_malloc_len - cfg_gbl_data_size - 4;
    fiq_stack_start = irq_stack_start - config_stacksize_irq;
#endif
    return 0;
}

*/

   sub    sp, r0, #12        /* leave 3 words for abort-stack    */

//该部分将未初始化数据段_bss_start----_bss_end中的数据清零。

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

#if 0
    /* try doing this stuff after the relocation */
    ldr     r0, =pwtcon
    mov     r1, #0x0
    str     r1, [r0]

    /*
     * mask all irqs by setting all bits in the intmr - default
     */
    mov    r1, #0xffffffff
    ldr    r0, =intmr
    str    r1, [r0]

    /* fclk:hclk:pclk = 1:2:4 */
    /* default fclk is 120 mhz ! */
    ldr    r0, =clkdivn
    mov    r1, #3
    str    r1, [r0]
    /* end stuff after relocation */
#endif
// 通过该语句跳转到c代码执行,stage1的使命也算完成。
    ldr    pc, _start_armboot

_start_armboot:    .word start_armboot

#ifndef config_skip_lowlevel_init
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 */

    /*
     * 关闭mmu和缓存,这里用到了协处理器p15,参看手则,哈哈,这里有的很多看了
     */
    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

    /*进入lowlevel_init,这里主要是初始化存储控制器,s3c2410的是bank0-bank6,比如位宽等,这个要根据自己的板子来进行 相应的配置,比如网卡放在第几个bank,位宽多少,sdram放在哪里,多大等,移植uboot的时候就有的学了*/
    mov    ip, lr
    bl    lowlevel_init
    mov    lr, ip
    mov    pc, lr
#endif /* config_skip_lowlevel_init */

//程序后面的都是中断的处理,定义了一系列的宏,然后就是中断的处理函数,篇幅太长不列出


关键字:s3c2410  uboot 

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