基于TQ2440开发板的U-boot-1.1.6的start.S代码分析

start.S汇编源文件是U-boot执行的起始代码文件，也是不容易理解的实现部分。执行流程如下：

.globl _start  //定义_start是全局标签，其他文件也可以使用。.globl是GNU汇编语法。 _start:     b       reset  //跳转到reset标签出执行，由于reset操作是在MMU工作之前/之后都有可能使用，所以这里用b来跳转。        /*下面定义ARM异常向量表对应的跳转代码*/ 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 /*其中.word的语法是用来指定该变量可以被C语言直接引用*/        .balignl 16,0xdeadbeef /* 这个指令用来填写一个长字，即内容长度为长字，即4个字节的长度，填写内容为0xdeadbeef */

当一个异常出现以后，ARM会自动执行以下几个步骤：

（1）把下一条指令的地址放到连接寄存器LR(通常是R14)，这样就能够在处理异常返回时从正确的位置继续执行。

（2）将相应CPSR(当前程序状态寄存器)复制到SPSR（备份的程序状态寄存器）中。从异常退出的时候，就可以由SPSR来恢复CPSR。

（3）根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。

（4）强制PC（程序计数器）从相关异常向量地址取出下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序中。

reset:        /*         * set the cpu to SVC32 mode         */        mrs  r0,cpsr   /*传送CPSR的内容到通用寄存器指令*/        bic   r0,r0,#0x1f    /*位清除指令，即=r0&(~0x1f)*/        orr   r0,r0,#0xd3   /*逻辑或指令，即=r0|0xd3*/        msr  cpsr,r0   /*传送通用寄存器到CPSR指令*/   /* turn off the watchdog */ #if defined(CONFIG_S3C2400) # define pWTCON        0x15300000 # define INTMSK          0x14400008    /* Interupt-Controller base addresses */ # define CLKDIVN 0x14800014    /* clock divisor register */ #elif defined(CONFIG_S3C2410) # define pWTCON        0x53000000 # define INTMOD     0X4A000004 # define INTMSK          0x4A000008   /* Interupt-Controller base addresses */ # define INTSUBMSK   0x4A00001C # define CLKDIVN 0x4C000014   /* clock divisor register */ #endif   #if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)        ldr     r0, =pWTCON        mov     r1, #0x0  /*将0x0值传入r1寄存器*/        str     /*r1, [r0] 将r1种的内容写入到r0中*/          /*         * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default         */        mov r1, #0xffffffff        ldr   r0, =INTMSK        str   r1, [r0] # if defined(CONFIG_S3C2410)        ldr   r1, =0x3ff        ldr   r0, =INTSUBMSK        str   r1, [r0] # endif #endif     /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 */

cpu_init_crit 主要完成内存管理相关的寄存器设置，CP15协处理器，配置内存区控制寄存器。另外这段代码中调用了lowlevel_init 函数，进行寄存器的具体设置，与采用的内存芯片有关。

#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT        bl     cpu_init_crit  /*bl是带跳转返回指令*/ #endif 接下来看一下cpu_init_crit标签的实现，如下： cpu_init_crit:        /*         * flush v4 I/D caches         */        mov r0, #0        mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0      /* ARM 处理器寄存器到协处理器寄存器的数据传送指令，清除I、D cache和分支运算缓存（BTB）*/        mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0      /* flush v4 TLB（Translation Lookaside Buffers） */          /*         * disable MMU stuff and caches         */        mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0        bic   r0, r0, #0x00002300      @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)        bic   r0, r0, #0x00000087      @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)        orr   r0, r0, #0x00000002      @ set bit 2 (A) Align        orr   r0, r0, #0x00001000      @ set bit 12 (I) I-Cache        mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0          /*         * before relocating, we have to setup RAM timing         * because memory timing is board-dependend, you will         * find a lowlevel_init.S in your board directory.         */        mov ip, lr        bl     lowlevel_init /*跳转到lowlevel_init，处理完返回*/        mov lr, ip        mov pc, lr

lowlevel_init实现是在board/tq2440/ lowlevel_init.S中，主要完成初始化内存控制器，即SDRAM的初始化。

.globl lowlevel_init lowlevel_init:        /* memory control configuration */        /* make r0 relative the current location so that it */        /* reads SMRDATA out of FLASH rather than memory ! */        ldr     r0, =SMRDATA        ldr   r1, _TEXT_BASE        sub  r0, r0, r1        ldr   r1, =BWSCON       /* Bus Width Status Controller */        add     r2, r0, #13*4 0:        ldr     r3, [r0], #4        str     r3, [r1], #4        cmp     r2, r0        bne     0b          /* everything is fine now */        mov pc, lr

接下来是设置堆栈，设置后的逻辑位置如下图所示：

 

stack_setup:        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                        */        sub  sp, r0, #12             /* leave 3 words for abort-stack    */

接下来调用：bl clock_init 用来完成初始化时钟的目的。

下面的代码是将NandFlash数据搬运到SDRAM的核心实现代码，其最主要由C语言函数CopyCode2Ram函数来完成复制目的，该函数在board/tq2440/boot_init.c中实现。

relocate:                       /* relocate U-Boot to RAM        */        adr   r0, _start        /* r0 <- current position of code   */        ldr   r1, _TEXT_BASE         /* test if we run from flash or RAM */        cmp     r0, r1                  /* don't reloc during debug         */        beq     clear_bss          ldr   r2, _armboot_start        ldr   r3, _bss_start        sub  r2, r3, r2        /* r2 <- size of armboot            */        bl  CopyCode2Ram      /* r0: source, r1: dest, r2: size */

       接下来就是清除BSS段，并进入C语言阶段的高级初始化过程实现。

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   /*start_armboot是C代码函数，在lib_arm/board.c中实现*/