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U-Boot启动过程完全分析

uboot

4星 · 超过85%的资源需积分: 10 52 下载量 180 浏览量 2012-08-11 19:20:49 上传评论收藏 574KB PDF 举报

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34页

看完《Uboot中start.S源码的指令级的详尽解析_v1.6》，《U-Boot启动过程完全分析》，《lowlevel_Uboot启动分析笔记-----Stage1(start.S与lowlevel_init.S详解)》这三篇文章，再参考下《嵌入式Linux应用开发完全手册》（韦东山著），你将会对ARM系统结构及U-boot移植有一个清晰的框架。

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U-Boot 启动过程完全分析

1.1 U-Boot 工作过程

U-Boot 启动内核的过程可以分为两个阶段，两个阶段的功能如下：

（1）第一阶段的功能

 硬件设备初始化

 加载 U-Boot 第二阶段代码到 RAM 空间

 设置好栈

 跳转到第二阶段代码入口

（2）第二阶段的功能

 初始化本阶段使用的硬件设备

 检测系统内存映射

 将内核从 Flash 读取到 RAM 中

 为内核设置启动参数

 调用内核

1.1.1 U-Boot 启动第一阶段代码分析

第一阶段对应的文件是 cpu/arm920t/start.S 和

board/samsung/mini2440/lowlevel_init.S。

U-Boot 启动第一阶段流程如下：

图 2.1 U-Boot 启动第一阶段流程

根据 cpu/arm920t/u-boot.lds 中指定的连接方式：

ENTRY(_start)

SECTIONS

{

. = 0x00000000;

. = ALIGN(4);

.text :

{

cpu/arm920t/start.o (.text)

board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o (.text)

board/samsung/mini2440/nand_read.o (.text)

*(.text)

}

„ „

}

第一个链接的是 cpu/arm920t/start.o，因此 u-boot.bin 的入口代码在

cpu/arm920t/start.o 中，其源代码在 cpu/arm920t/start.S 中。下面我们来分析

cpu/arm920t/start.S 的执行。

1. 硬件设备初始化

（1）设置异常向量

cpu/arm920t/start.S 开头有如下的代码：

.globl _start

_start: b start_code /* 复位 */

ldr pc, _undefined_instruction /* 未定义指令向量 */

ldr pc, _software_interrupt /* 软件中断向量 */

ldr pc, _prefetch_abort /* 预取指令异常向量 */

ldr pc, _data_abort /* 数据操作异常向量 */

ldr pc, _not_used /* 未使用 */

ldr pc, _irq /* irq 中断向量 */

ldr pc, _fiq /* fiq 中断向量 */

/* 中断向量表入口地址 */

_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

以上代码设置了 ARM 异常向量表，各个异常向量介绍如下：

表 2.1 ARM 异常向量表

地址

异常

进入模式

描述

0x00000000

复位

管理模式

复位电平有效时，产生复位异常，程序跳转

到复位处理程序处执行

0x00000004

未定义指令

未定义模式

遇到不能处理的指令时，产生未定义指令异

常

0x00000008

软件中断

管理模式

执行 SWI 指令产生，用于用户模式下的程序

调用特权操作指令

0x0000000c

预存指令

中止模式

处理器预取指令的地址不存在，或该地址不

允许当前指令访问，产生指令预取中止异常

0x00000010

数据操作

中止模式

处理器数据访问指令的地址不存在，或该地

址不允许当前指令访问时，产生数据中止异

常

0x00000014

未使用

0x00000018

IRQ

外部中断请求有效，且 CPSR 中的 I 位为 0 时，

产生 IRQ 异常

0x0000001c

FIQ

快速中断请求引脚有效，且 CPSR 中的 F 位为

0 时，产生 FIQ 异常

在 cpu/arm920t/start.S 中还有这些异常对应的异常处理程序。当一个异常产生时，CPU 根

据异常号在异常向量表中找到对应的异常向量，然后执行异常向量处的跳转指令，CPU 就跳转到

对应的异常处理程序执行。

其中复位异常向量的指令“b start_code”决定了 U-Boot 启动后将自动跳转到标号

“start_code”处执行。

（2）CPU 进入 SVC 模式

start_code:

* set the cpu to SVC32 mode

mrs r0, cpsr

bic r0, r0, #0x1f /*工作模式位清零 */

orr r0, r0, #0xd3 /*工作模式位设置为“10011”（管理模式），并将中断禁止

位和快中断禁止位置 1 */

msr cpsr, r0

以上代码将 CPU 的工作模式位设置为管理模式，并将中断禁止位和快中断禁止位置一，从

而屏蔽了 IRQ 和 FIQ 中断。

（3）设置控制寄存器地址

# if defined(CONFIG_S3C2400)

# define pWTCON 0x15300000

# define INTMSK 0x14400008

# define CLKDIVN 0x14800014

#else /* s3c2410 与 s3c2440 下面 4 个寄存器地址相同 */

# define pWTCON 0x53000000 /* WATCHDOG 控制寄存器地址 */

# define INTMSK 0x4A000008 /* INTMSK 寄存器地址 */

# define INTSUBMSK 0x4A00001C /* INTSUBMSK 寄存器地址 */

# define CLKDIVN 0x4C000014 /* CLKDIVN 寄存器地址 */

# endif

对与 s3c2440 开发板，以上代码完成了 WATCHDOG，INTMSK，INTSUBMSK，CLKDIVN 四个寄存

器的地址的设置。各个寄存器地址参见参考文献[4] 。

（4）关闭看门狗

ldr r0, =pWTCON

mov r1, #0x0

str r1, [r0] /* 看门狗控制器的最低位为 0 时，看门狗不输出复位信号 */

以上代码向看门狗控制寄存器写入 0，关闭看门狗。否则在 U-Boot 启动过程中，CPU 将不

断重启。

（5）屏蔽中断

* mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default

mov r1, #0xffffffff /* 某位被置 1 则对应的中断被屏蔽 */

ldr r0, =INTMSK

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紫红枫

2014-04-16

很不错的资料，谢谢分享。
datou158

2013-05-24

很好，对UBOOT初学者很有帮助

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