S5PV210之uboot的start.S
前言
start.S解析
- 首先是头文件包含
#include
#include
#if defined(CONFIG_ENABLE_MMU)
#include
#endif
#include
#ifndef CONFIG_ENABLE_MMU
#ifndef CFG_PHY_UBOOT_BASE
#define CFG_PHY_UBOOT_BASE CFG_UBOOT_BASE
#endif
#endif
config.h是在配置时生成的文件，里面包含的是linux/autoconf.h，在mkconfig文件中可以看到生成的指令，内部包含板子的型号等参数。
version.h是uboot版本号，由Makefile生成。
asm/proc/domain.h不是uboot的原生目录，是配置时创建的符号链接，实际指向asm-arm/proc-armv/domain.h
regs.h也是配置时生成的，实际为s5pc110.h
上面两个目录这样配置是为了增强可移植性。
- 宏CONFIG_EVT1已经被定义了，后面定义4个字，由于210是32位，所以一个字就是4个字节。这里定义4个字是为了填充uboot前16字节，因为210sd卡启动时会有16B的校验头，所以这里预先填充16字节的数据，以后计算校验头的时候直接覆盖前16字节。
#if defined(CONFIG_EVT1) && !defined(CONFIG_FUSED)
.word 0x2000
.word 0x0
.word 0x0
.word 0x0
#endif
- 异常向量表构建
start.S的开始，这里虽然定义了异常向量表，但是由于uboot主要是用作启动，运行过程很短，所以基本不会用到。
开头的 b reset 跳转到reset，reset就是代码真正有意义的起始位置。 构建异常向量表。
这里定义了结束时候的动作，.balignl是为了字节对齐，后面第一个参数表示16字节对齐，第二个参数表示填充内容，当地址偏移4个地址就填充0xdeadbeef，直到地址16字节对齐为止。0xdeadbeef本身没有别的意思，只是十六进制的数刚好组成了两个单词，坏牛肉，意思就是没用的东西，用来填充内存的。
.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
_pad:
.word 0x12345678 /* now 16*4=64 */
.global _end_vect
_end_vect:
.balignl 16,0xdeadbeef
- 定义一些全局变量
_TEXT_BASE:
.word TEXT_BASE
_TEXT_PHY_BASE:
.word CFG_PHY_UBOOT_BASE
.globl _armboot_start
_armboot_start:
.word _start
/* * These are defined in the board-specific linker script. 在链接脚本中有过定义*/
.globl _bss_start
_bss_start:
.word __bss_start
.globl _bss_end
_bss_end:
.word _end
定义TEXT_BASE，就是链接时的链接地址，0xc3e0_0000，随后又定义了CFG_PHY_UBOOT_BASE，之后定义了启动时的_start还有bss段。这些段的地址都是从链接脚本中得到的，这里相当于开辟空间存放这些地址。
- 真正的reset code
/*
* the actual reset code
*/
reset:
/*
* set the cpu to SVC32 mode and IRQ & FIQ disable
*/
@;mrs r0,cpsr
@;bic r0,r0,#0x1f
@;orr r0,r0,#0xd3
@;msr cpsr,r0
msr cpsr_c, #0xd3 @ I & F disable, Mode: 0x13 - SVC
实际的reset代码。前面四行被注释掉了，实际代码只有一行msr cpsr_c, #0xd3 msr传送数据到协处理器将#0xd3传送到cpsr寄存器的低八位（cpsr_c表示cpsr寄存器的低八位），0xd3就是11010011，禁止IRQ、FIQ，使处理器为ARM模式（即使用ARM指令而非Thumb指令），模式选择SVC模式。设置处理器模式(SVC)
- Cache、MMU的设置
cpu_init_crit:
bl disable_l2cache
bl set_l2cache_auxctrl_cycle
bl enable_l2cache
/*
* Invalidate L1 I/D
*/
mov r0, #0 @ set up for MCR
mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ invalidate TLBs
mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ invalidate icache
/*
* disable MMU stuff and caches
*/
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
bic r0, r0, #0x00002000 @ clear bits 13 (--V-)
bic r0, r0, #0x00000007 @ clear bits 2:0 (-CAM)
orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 1 (--A-) Align
orr r0, r0, #0x00000800 @ set bit 12 (Z---) BTB
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
接着是cpu初始化的代码，随后是 关L2 cache，设置L2 cache，使能L2 cache，刷新L1 cache的 Icache和 Dcache，关闭MMU。
这部分都是和CPU的cache和mmu有关，大概知道即可。 初始化cpu cache，关闭mmu
- 读取uboot启动方式
读取启动信息，根据PRO_ID_BASE和OMR_OFFSET得知寄存器地址为0xE0000004，这个寄存器中的值反映了OMpin的接法，也就是知道了启动介质是Nand还是SD还是别的东西。之后比较r2，将对应的启动介质的地址写入r3中。最后将r3的数据传入INF_REG_BASE+INF_REG3_OFFSET中，查手册知这是INFORM3，用户定义数据的寄存器，这里用来存储启动介质的信息。
/* Read booting information */
ldr r0, =PRO_ID_BASE
ldr r1, [r0,#OMR_OFFSET]
bic r2, r1, #0xffffffc1
#ifdef CONFIG_VOGUES
/* PS_HOLD(GPH0_0) set to output high */
ldr r0, =ELFIN_GPIO_BASE
ldr r1, =0x00000001
str r1, [r0, #GPH0CON_OFFSET]
ldr r1, =0x5500
str r1, [r0, #GPH0PUD_OFFSET]
ldr r1, =0x01
str r1, [r0, #GPH0DAT_OFFSET]
#endif
/* NAND BOOT */
cmp r2, #0x0 @ 512B 4-cycle
moveq r3, #BOOT_NAND
/* SD/MMC BOOT */
cmp r2, #0xc
moveq r3, #BOOT_MMCSD
- 第一次设置stack
/*
* Go setup Memory and board specific bits prior to relocation.
*/
ldr sp, =0xd0036000 /* end of sram dedicated to u-boot */
sub sp, sp, #12 /* set stack */
mov fp, #0
bl lowlevel_init /* go setup pll,mux,memory */
这里第一次初始化栈地址，栈地址在SRAM中。这里初始化栈，之后调用lowlevel_init函数去初始化各个硬件，关看门狗，开发板供电置锁，恢复I/O状态，初始化时钟 DDR初始化，串口初始化并打印调试信息"OK"。
- 设置供电锁存
/* To hold max8698 output before releasing power on switch,
* set PS_HOLD signal to high
*/
ldr r0, =0xE010E81C /* PS_HOLD_CONTROL register */
ldr r1, =0x00005301 /* PS_HOLD output high */
str r1, [r0]
这里又进行了一次开发板置锁操作，实际上在lowlevel_init函数里已经做过了。
- 第二次设置栈
/* get ready to call C functions */
ldr sp, _TEXT_PHY_BASE /* setup temp stack pointer */
sub sp, sp, #12
mov fp, #0 /* no previous frame, so fp=0 */
第二次设置栈，因为之前的代码都还在SRAM中运行，内存空间很小(只有96KB)。第二部分还在SD卡（启动介质）里，现在DDR已经初始化了，可以使用更多的空间，将整个代码都迁移到DDR中。。这次设置栈地址在DDR SDRAM中，虽然设置的栈地址和uboot代码链接地址相同，但是由于ARM中的栈是满减栈(FD)，所以uboot代码向后执行，而栈则向前压栈，并不会冲突。
- uboot的重定位
/* when we already run in ram, we do not need to relocate U-Boot.
* and actually, memory controller must be configured before U-Boot
* is running in ram.
*/
ldr r0, =0xff000fff
bic r1, pc, r0 /* r0 <- current base addr of code */
ldr r2, _TEXT_BASE /* r1 <- original base addr in ram */
bic r2, r2, r0 /* r0 <- current base addr of code */
cmp r1, r2 /* compare r0, r1 */
beq after_copy /* r0 == r1 then skip flash copy */
/*地址一样就不进行重定位操作，不一样就需要代码重定位*/
#if defined(CONFIG_EVT1)
/* If BL1 was copied from SD/MMC CH2 */
ldr r0, =0xD0037488
ldr r1, [r0]
ldr r2, =0xEB200000
cmp r1, r2
beq mmcsd_boot
#endif
mmcsd_boot:
bl movi_bl2_copy
b after_copy
这里再次检查当前地址与链接地址(之前在lowlevel_init中检查过)，判断是否需要重定位。冷启动的这个时候，这些代码还运行在SRAM中，需要进行重定位来将整个代码迁移到DDR中。
0xD003_7488用户手册上没有，在iROM_ApplicationNote里，0xD0037488 V210_SDMMC_BASE Current boot channel. 0xEB20000是SDMA System Address register，用来为DMA transfer存储系统内存地址。r1和r2比较，如果相同就说明是通过SD卡从通道2启动，跳转去执行mmcsd_boot。
实际上的代码之后最后两行，movi_bl2_copy是在cpu/s5pc11x/movi.c文件里的一个C语言函数，功能是重定位代码到DDR中，之后跳转到 after_copy 去。 重定位代码到DDR
- 重定位之后
after_copy:
#if defined(CONFIG_ENABLE_MMU)
enable_mmu:
/* enable domain access */
ldr r5, =0x0000ffff
mcr p15, 0, r5, c3, c0, 0 @load domain access register
加载域访问寄存器。
/* Set the TTB register */
ldr r0, _mmu_table_base
ldr r1, =CFG_PHY_UBOOT_BASE
ldr r2, =0xfff00000
bic r0, r0, r2
orr r1, r0, r1
mcr p15, 0, r1, c2, c0, 0
设置转换表(Translation Table Base)，_mmu_table_base 是一个标号，里面的内容是
_mmu_table_base:
.word mmu_table//.word 就表示在当前位置放一个值，值是mmu_table
意思就是把_mmu_table_base地址的内容传递给r0，而_mmu_table_base上的内容是mmu_table。
/* Enable the MMU */
mmu_on:
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
orr r0, r0, #1
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
nop
nop
nop
nop
#endif
使能MMU，这些设置内存相关的都是通过协处理器CP15来设置的。
建立虚拟地址映射物理地址的转换表并使能MMU
skip_hw_init:
/* Set up the stack */
stack_setup:
#if defined(CONFIG_MEMORY_UPPER_CODE)//定义了这个宏
ldr sp, =(CFG_UBOOT_BASE + CFG_UBOOT_SIZE - 0x1000)
#else
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 */
#if defined(CONFIG_USE_IRQ)//没有定义这个宏
sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
sub sp, r0, #12 /* leave 3 words for abort-stack */
#endif
- 第三次设置栈，清理bss，进入第二阶段
第三次设置栈，这次设置栈的目的是为了调整栈的位置，使栈放在比较合适的地方（安全，紧凑而又不浪费内存）。
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
ldr pc, _start_armboot
_start_armboot:
.word start_armboot
清bss段，bss段的开头和结尾地址是从链接脚本u-boot.lds中得到的。之后长跳转到_start_armboot，即DDR中无缝衔接进行到启动第二阶段。
至此，uboot启动第一阶段完毕。回顾整个启动过程，首先上电后板子内部的iROM里的BL0根据OMpin来判断启动介质，随后将启动代码的BL1部分(前16KB部分，具体大小不太清楚，数据手册写的最大16KB，但实际代码都是16KB。总之16KB是肯定可以工作的。)读取到SRAM中去启动执行，启动过程中执行了很多工作，包括：
构建异常向量表
设置处理器模式(SVC)
初始化cpu cache，关闭mmu
关看门狗
开发板供电置锁
恢复I/O状态
初始化时钟
初始化DDR
初始化串口并打印调试信息"OK"
重定位代码到DDR
建立虚拟地址映射物理地址的转换表并使能MMU
跳转到第二阶段
之后的代码就从 start_armboot开始执行。