S3C6410之uboot回爐再造（1）start.S - SVC模式設置

　　雖然已經寫了幾篇關於uboot移植的、但是覺得整體對uboot的理解還是只停留在copy的層面。

　　狠下心來，從代碼進行uboot的分析，並從新移植一次uboot。

　　這次更側重於記錄代碼分析心得。

　　使用uboot的版本仍為2010.3版本。

 

　　這里有一個很是詳盡的start.S分析網站，分析過程借鑒了網站的方法，但也有一些不同的地方

http://www.crifan.com/files/doc/docbook/uboot_starts_analysis/release/html/uboot_starts_analysis.html

　　總的不同有如下

　　在網站的分析中，基於代碼為arm920t，即ARM9系列芯片，ARM9系列芯片的初始化過程為：

 

1、設置CPU模式
2、關閉看門狗
3、關閉中斷
4、設置堆棧sp指針
5、清除bss段
6、異常中斷處理

 

　　然后我現在選擇的修改模板是arm1176，即ARM11系列芯片，ARM11系列芯片的初始化過程為：

1、設置CPU模式
// -- 關閉看門狗
// -- 關閉中斷
2、初始化MMU　　// ++
3、設置堆棧sp指針
4、清除bss段
5、異常中斷處理

　　兩種芯片的start.S的區別一目了然。

 

　　接着開始分析代碼了。

 

 

　　一切的開始：start.S　　(文件路徑為/cpu/arm1176/start.S)

　　為了方便跳轉閱讀，啟用行號。

　　為避免誤導，在此說明：

　　此時我使用的是未經修改的uboot2010版本的start.S，在這篇分析中不會對它進行任何修改。

　　在隨后的blog中才對start.S進行修改並闡述理由，修改處必有類似 git diff 的說明

　　1、頭文件

/*
 * ……
 */

#include <config.h>
#include <version.h>
#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
#include <asm/proc/domain.h>
#endif
#include <asm/arch/s3c6410.h>

#if !defined(CONFIG_ENABLE_MMU) && !defined(CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE)
#define CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE    CONFIG_SYS_UBOOT_BASE
#endif

　　頭文件部分不必贅述，但是這里有一個不得不說的地方

13 #define CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE    CONFIG_SYS_UBOOT_BASE

　　為了解析這個定義，找到了 /include/configs/smdk6400.h

/* NAND U-Boot load and start address */
#define CONFIG_SYS_UBOOT_BASE        (CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE + 0x07e00000)

　　繼續跳轉搜索 CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE：

#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE    0xc0000000
#define CONFIG_BOOTCOMMAND    "nand read 0xc0018000 0x60000 0x1c0000;" \
                "bootm 0xc0018000"
#else
#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE    CONFIG_SYS_SDRAM_BASE
#define CONFIG_BOOTCOMMAND    "nand read 0x50018000 0x60000 0x1c0000;" \
                "bootm 0x50018000"
#endif

　　很顯然了，在MMU工作的狀態下：

#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE    0xc0000000

　　MMU工作就是開發板播到從NAND flash啟動的狀態。

 

　　而在MMU未工作的狀態下：

#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE    CONFIG_SYS_SDRAM_BASE
....
#define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE　　0x50000000

　　從這里，可以理解在使用dnw下載的時候，Download Address為

#define CONFIG_SYS_UBOOT_BASE        (CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE + 0x07e00000)
// 0x5000000 + 0x07e00000 = 0x57e00000

　　uboot是bootloader的一種，要更為准確地描述這兩種狀態可以說為

　　1、啟動加載(Boot loading)模式，即自主"(Autonomous)模式；

　　2、下載(Downloading)模式。

　　更為詳細的描述可以參詳

http://blog.csdn.net/r91987/article/details/6695007

　　

　　接下來進入正文分析了

 1 /*
 2  *************************************************************************
 3  *
 4  * Jump vector table as in table 3.1 in [1]
 5  *
 6  *************************************************************************
 7  */
 8 
 9 .globl _start
10 _start: b    reset　　　　　　//跳轉到reset處執行，即下一段代碼的44行
　　　　　　　　　　　　　　　　　　//但此時不必急着看reset的執行代碼，可以繼續順序往下
11 #ifndef CONFIG_NAND_SPL　　　//定義NAND_SPL時
12     ldr    pc, _undefined_instruction　　//ldr = Load Register 
13     ldr    pc, _software_interrupt　　　　//軟件中斷
14     ldr    pc, _prefetch_abort　　　　　　//預取指中止
15     ldr    pc, _data_abort　　　　　　　　 //數據中止
16     ldr    pc, _not_used　　　　　　　　　 //保留
17     ldr    pc, _irq　　　　　　　　　　　　 //IRQ中斷
18     ldr    pc, _fiq　　　　　　　　　　　　 //FIQ中斷
19　　　　　　　　　　 //這里的七種異常就是ARM的七種異常處理類型，對應的聲明在 20 - 33行
20 _undefined_instruction:　　　　//.word = 32bit , 這里可以理解為 _undef.. = &undef..
21     .word undefined_instruction //這里將地址放入 _undef.. ,而_undef的地址又放入pc
22 _software_interrupt:　　　　 //雙層取址，所以最終送入pc的數據為 undefined_instruction
23     .word software_interrupt //以下含義相同
24 _prefetch_abort:　　　　　　　
25     .word prefetch_abort　　　//pc 是 ARM 的指令寄存器
26 _data_abort:　　　　　//將這些異常送入 pc ，意為讓 ARM 運行這些指令的初始化代碼（后文可見）
27     .word data_abort
28 _not_used:
29     .word not_used
30 _irq:
31     .word irq
32 _fiq:
33     .word fiq
34 _pad:
35     .word 0x12345678 /* now 16*4=64 */
36 #else
37     . = _start + 64
38 #endif
39 
40 .global _end_vect
41 _end_vect:
42     .balignl 16,0xdeadbeef　　// .balignl 為對其指令，意為讓以下的代碼按16位對其
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//不足為則補上0xdeadbeef
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//很有意思的dead beef，為數不多的能用16進制表示的單詞

　　接下來為正式的啟動指令了

1 /*
 2  *************************************************************************
 3  *
 4  * Startup Code (reset vector)
 5  *
 6  * do important init only if we don't start from memory!
 7  * setup Memory and board specific bits prior to relocation.
 8  * relocate armboot to ram
 9  * setup stack
10  *
11  *************************************************************************
12  */
13 
14 _TEXT_BASE:
15     .word    TEXT_BASE　　//這里是 .text 的 base ，即代碼段的基址
16 
17 /*
18  * Below variable is very important because we use MMU in U-Boot.
19  * Without it, we cannot run code correctly before MMU is ON.
20  * by scsuh.
21  */
22 _TEXT_PHY_BASE:　　　　　　//上面的注釋很清晰了
23     .word    CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE
24 
25 .globl _armboot_start　　//此處聲明了 _armboot_start 指向 _start
26 _armboot_start:　　　　　　
27     .word _start
28 
29 /*
30  * These are defined in the board-specific linker script.
31  */
32 .globl _bss_start　　　　//此處的標號其實最終指向的是鏈接腳本文件(.lds)中的定義
33 _bss_start:
34     .word __bss_start
35 
36 .globl _bss_end　　　　　//同上
37 _bss_end:
38     .word _end
39 
40 /*
41  * the actual reset code
42  */
43 
44 reset:　　　　　　　　//這里就是start之后跳轉的地方了
45     /*
46      * set the cpu to SVC32 mode
47      */　　　　　　//SVC模式也成為管理模式，是操作系統的一種保護模式
48     mrs    r0, cpsr　　　　　　//mrs為讀寄存器指令 
49     bic    r0, r0, #0x3f　　　//清除r0的低7位
50     orr    r0, r0, #0xd3　　　//將r0置為0b1101_0011，我們只看低5位
51     msr    cpsr, r0　　　　　　//查CPSR處理器模式位知SVC模式位就是0b1_0011

　　至此，CPU的SVC模式設置成功了。

　　最后補充一個內容，.lds文件是編譯腳本文件，展開可以看成ld script。

　　這里的 ld 對應於編譯器的 arm-linux-ld。

　　有關於.lds文件的說明，可以參閱

http://blog.csdn.net/pottichu/article/details/4261289

　　在后面的篇幅中，也會涉及.lds文件的修改。