uboot第二阶段分析

uboot第二阶段分析：

从start_armboot开始分析：

一、gd_t和bd_t指针
gd_t和bd_t是u-boot中两个重要的数据结构，在初始化操作很多都要靠这两个数据结构来保存或传递。分别定义在./include/asm-arm/global_data.h和 ./include/asm-arm/u-boot.h
 
1、gd_t : global data数据结构定义，位于文件 include/asm-arm/global_data.h。其成员主要是一些全局的系统初始化参数。当使用gd_t时需用宏定义进行声明：

DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR，指定占用寄存器R8（什么意思？？）。

DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR的定义在：include\asm-arm\Global_data.h

#define DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR     register volatile gd_t *gd asm ("r8")
问题：
1.register是什么关键字？

答：register关键字：在函数内部定义变量时，默认是auto类型，即分配给变量内存。如果定义一个变量用register关键字，那么编译器尽可能把变量存放在CPU内部寄存器中，这样就不必通过内存寻址来访问变量，提高访问效率。

2.asm ("r8")是什么语法？

这段句子的意思是使用寄存器r8来进行存储，

取一个完整的：register volatile gd_t *gd asm ("r8")，这个声明告诉编译器使用寄存器r8来存储gd_t类型的指针gd，即这个定义声明了一个指针，并且指明了它的存储位置。

下面看看gd_t是个什么类型：

typedef	struct	global_data {
	bd_t		*bd;            // board相关的指针
	unsigned long	flags;          ////指示标志，如设备已经初始化标志等
	unsigned long	baudrate;       //串口的波特率
	unsigned long	have_console;	/* serial_init() was called 串口初始化函数serial_init()是否被调用的标志*/
	unsigned long	reloc_off;	/* Relocation Offset */
	unsigned long	env_addr;	/* Address  of Environment struct */
	unsigned long	env_valid;	/* Checksum of Environment valid? */
	unsigned long	fb_base;	/* base address of frame buffer */
	void		**jt;		/* jump table */
} gd_t;

bd_t的定义：

typedef struct bd_info {
    int			bi_baudrate;	/* serial console baudrate 串口控制终端的波特率*/
    unsigned long	bi_ip_addr;	/* IP Address IP地址*/
    unsigned char	bi_enetaddr[6]; /* Ethernet adress */
    struct environment_s	       *bi_env;
    ulong	        bi_arch_number;	/* unique id for this board 机器ID*/
    ulong	        bi_boot_params;	/* where this board expects params uboot传递到kernel的启动参数的地址*/
    struct				/* RAM configuration 内存的配置，有开始地址和大小*/
    {
	ulong start;
	ulong size;
    } 			bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];

} bd_t;

下面代码为gd_t和bd_t分配空间;

	/* Pointer is writable since we allocated a register for it */
	gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
	/* compiler optimization barrier needed for GCC >= 3.4 */
	__asm__ __volatile__("": : :"memory");

	memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t));
	gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
	memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t));

问题：这段__asm__ __volatile__("": : :"memory");指令表示什么？

这是一个内嵌汇编， __asm__表示后面的是汇编程序，__vilatile__表示不会被优化。具体还是没有搞清楚。参考：gcc内嵌汇编

根据下图可以直观的看到gd_t和bd_t所处的地址空间：

二、对板子上面的基本硬件进行一些初始化操作：

for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
		if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
			hang ();
		}
	}

跟踪发现init_sequence的定义如下：

init_fnc_t *init_sequence[] = {
	cpu_init,		/* basic cpu dependent setup */
	board_init,	/* basic board dependent setup */
	interrupt_init,	/* set up exceptions */
	env_init,		/* initialize environment */
	init_baudrate,	/* initialze baudrate settings */
	serial_init,	/* serial communications setup */
	console_init_f,	/* stage 1 init of console */
	display_banner,	/* say that we are here */
#if defined(CONFIG_DISPLAY_CPUINFO)
	print_cpuinfo,	/* display cpu info (and speed) */
#endif
#if defined(CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO)
	checkboard,	/* display board info */
#endif
	dram_init,	/* configure available RAM banks */
	display_dram_config,
	NULL,
};

其实这个循环就是分别调用指针数组中的各个函数,下面具体对这些函数进行分析：
cpu_init:
这个函数没有做实质性的工作，只是对栈进行一些初始化CONFIG_USE_IRQ，直接return 0; 

board_init：
对具体板子进行的初始化，即这是一个初始化与硬件平台有关的函数。它的工作很明显：引脚 IO 口的设置，机器ID和启动参数的地址设置，并且在这里把数据 cache 和指令 cache 也打开了。以上工作的完成，标志着板子已经准备好工作了。
引脚 IO 口的设置：

S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();

	/* set up the I/O ports */
	gpio->GPACON = 0x007FFFFF;
	gpio->GPBCON = 0x00055555;
	gpio->GPBUP = 0x000007FF;
	gpio->GPCCON = 0xAAAAAAAA;
	gpio->GPCUP = 0x0000FFFF;
	gpio->GPDCON = 0xAAAAAAAA;
	gpio->GPDUP = 0x0000FFFF;
	gpio->GPECON = 0xAAAAAAAA;
	gpio->GPEUP = 0x0000FFFF;
	gpio->GPFCON = 0x000055AA;
	gpio->GPFUP = 0x000000FF;
	gpio->GPGCON = 0xFF94FFBA;
	gpio->GPGUP = 0x0000FFEF;
	gpio->GPGDAT = gpio->GPGDAT & ((~(1<<4)) | (1<<4)) ;
	gpio->GPHCON = 0x002AFAAA;
	gpio->GPHUP = 0x000007FF;
	gpio->GPJCON = 0x02aaaaaa;
	gpio->GPJUP = 0x00001fff;

机器ID和启动参数的地址设置：

	/* arch number of TQ2440-Board */
	gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440;//机器ID

	/* adress of boot parameters */
	gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100;   //这个参数好像是根据内核中的设置决定的？？？？？

打开数据 cache 和指令 cache

icache_enable();
dcache_enable();

interrupt_init：
这个函数初始化的目的是防止系统会意外发生中断。这个函数的初始化实际上是定时器的中断初始化。（ 这个函数有待以后分析）
env_init：
暂时没有找到这个函数的实现，找资料上面说的作用是：对我们板子的环境做出初始化配置，也就是输入命令pri打印出来的那些值。
init_baudrate：
初始话console的波特率，给gd->bd->bi_baudrate进行赋值。初始化波特率，目的只有一个：让串口打印调试信息。我们可以在调试的时候，先算好波特率的值，直接赋值给gd->bd->bi_baudrate，注释掉该函数中的其他代码
serial_init
通过serial_setbrg函数进行串口寄存器的相关初始化。
console_init_f
给gd->have_console赋值为1，表示串口已经被初始化。
display_banner
OK，现在串口初始化完毕，我们可以打印信息了。

可以在这加上：

 printf("****************************\n");
 printf("*                          *\n");
 printf("*   Welcome to uboot       *\n");
 printf("*                          *\n");
 printf("****************************\n");

在uboot启动的时候就会打印这些开机信息了。也可以使用这个函数用于调试。

Nor:Flash_init

Nand:nand_init

有了上面两个函数的调用，uboot现在就可以对norflash或nandflash进行读写操作了。 
环境变量：
由env_relocate ();函数进行初始化。
在uboot上输入pri可以打印出来。
在uboot上有两种环境变量：
1.默认的
2.Flash上保存的
uboot在启动的时候会先到flash上读取保存的环境变量，如果flash上没有保存，就使用默认的。
 include\configs\EmbedSky.h就是2440板子的默认配置之前的初始化都不分析了，以后有时间再分析

都初始化好后，进入：main_loop的死循环
下面分析
main_loop

经过分析核心为run_command

总结：

一、启动内核：
1.s = getenv(“bootcmd”);
2.run_command(s,....)
二、Uboot界面
1.readline(读入串口的数据);
2.run_command
uboot的核心 就是run_command