uboot之 relocate功能代码分析

uboot的relocate功能代码是分析uboot的必经之路，非常巧妙，也非常经典，当然理解起来也有些麻烦：

.globl _start
_start:	b       reset
	......
	......
	......
	......
	......

_TEXT_BASE:
	.word	TEXT_BASE

.globl _armboot_start
_armboot_start:
	.word _start



reset:
	......
	......
	......
	......
	......
	
relocate:				/* 重新搬迁加载 U-Boot 到 RAM	    */
	adr	r0, _start		/* adr命令将标志_start基于PC的相对地址存放到r0中   */
	ldr	r1, _TEXT_BASE		/* 将标志_TEXT_BASE的内容放到r1中，其值在上面用.word  赋值了，这个很巧妙，很规范 */
	cmp     r0, r1                  /* 比较r0与r1，就能够判断当前是在flash中运行，还是在RAM中运行*/
	beq     stack_setup		//如果r0 = r1，表示是在内存中，属于调试模式，就直接进行堆栈初始化了

	ldr	r2, _armboot_start	//_armboot_start用.word 在上面定义了，就是_start的地址，赋值给r2
	ldr	r3, _bss_start		//将_bss_start地址赋值给r3，其实就是u-boot的结尾
	sub	r2, r3, r2		// r2 = r3 - r2,其实就是要搬迁的 uboot代码的总长度(bss - start)
	add	r2, r0, r2		/* r2 = r0 + r2,这里就计算出了要搬迁的uboot代码结尾的 地址，跟上面的长度是两码事儿*/

copy_loop:				//执行循环复制
	ldmia	r0!, {r3-r10}		/* ldmia 批量读取，从首地址r0，批量读8个字，共32个字节到r3~r10，ro!表示自动递增    */
	stmia	r1!, {r3-r10}		/* stmia 批量写内存，将r3~r10 批量写入到首地址r1中，由上分析，r1就是执行了内存首地址，自递增*/
	cmp	r0, r2			/* 判断 r0 首地址，是否与 末地址相等重合    */
	ble	copy_loop		//如果不等，表示没有复制完，重新跳转到copy_loop,相等则下一步

	......
	......
	......
	......
	......
	......				//各种堆栈初始化

	ldr	pc, _start_armboot	//跳入到第二阶段，执行_start_armboot函数，这个时候由于已经将uboot搬迁到内存中，所以下面的
					//所有命令已经是在RAM中运行了。

_start_armboot:	.word start_armboot

 总结：这里面有两种理解方式，

    （1）cpu在上电重启后，代码是在Nor Flash中，我们总认为程序代码只有在RAM中才能执行，所以就不明白，为什么上电后，程序代码还能运行，这个概念是有问题的，Nor Flash或Nand Flash虽然是外部flash，虽然相对于RAM执行速度慢，但是还是可以执行代码的，此时的程序执行速度可以理解为“走起来”，所以需要尽可能的先去初始化内存等必要外围，然后立即将uboot代码搬迁到RAM中，再从RAM中进行重新运行。这样程序就能“跑起来”。

    （2）CPU中有一块自带的SRAM，大小为4Kb，CPU在设计时，在上电后，会自动将Flash中前4KB的代码搬迁到这4Kb的内存中，然后程序也能在这块“小内存”中快速执行那些特别紧迫，特别必要的初始化动作，然后尽快把uboot搬迁到 外部RAM中，让程序能够大步跑起来。这里的 4Kb小内存，有人成为垫脚石，反正就是类似的意思。

    最后，这里所有的实现，都用了adr命令的巧妙，它能自动的根据当前PC的地址，找到对应的标号，相当于反推判断当前程序是在RAM中运行，还是在Flash中运行，以便后面进行判断，然后进行copy动作。