LK源码解析 1 crt0.s
lk/arch/crt0.s中的_start函数为入口函数，crt0.s主要初始化CPU，然后长跳转（bl）到lk/kernel/main.c中kmain函数。
- lk的代码起始位置在crt0.S中。
#define DSB .byte 0x4f, 0xf0, 0x7f, 0xf5
#define ISB .byte 0x6f, 0xf0, 0x7f, 0xf5
.section ".text.boot"
.globl _start // 声明全局符号_start
_start: // _start中值即为当前地址
// 设置异常向量表，从0地址开始，存放在8*4字节的连续内存中。需要将协处理CP15中的c1控制寄存器的中的V位配为0
b reset // 跳转到reset
b arm_undefined
b arm_syscall
b arm_prefetch_abort
b arm_data_abort
b arm_reserved
b arm_irq
b arm_fiq
reset:
#ifdef ENABLE_TRUSTZONE // makefile中ENABLE_TRUSTZONE := 0，因此不用关心
/*Add reference to TZ symbol so linker includes it in final image */
ldr r7, =_binary_tzbsp_tzbsp_bin_start
#endif
/* do some cpu setup */
#if ARM_WITH_CP15
/* Read SCTLR */
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 // MCR/MRC{cond} P15,opcode_1,Rd,CRn,CRm,opcode_2 读取cp15协处理器的寄存器1（Control register）的值到通用寄存器r0中
/* XXX this is currently for arm926, revist with armv6 cores */
/* new thumb behavior, low exception vectors, i/d cache disable, mmu disabled */
bic r0, r0, #(1<<15| 1<<13 | 1<<12) // 位清除指令，Low addresses = 0x00000000, ICache disabled
bic r0, r0, #(1<<2 | 1<<0) // DCache disabled, MMU disabled
/* disable alignment faults */
bic r0, r0, #(1<<1) // Data address alignment fault checking disabled
/* Enable CP15 barriers by default */
#ifdef ARM_CORE_V8
orr r0, r0, #(1<<5)
#endif
/* Write SCTLR */
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 // 将设置好的r0的值写入到p15的寄存器1中，完成关闭MMU，禁用ICahce和DCache等。
#ifdef ENABLE_TRUSTZONE
/*nkazi: not needed ? Setting VBAR to location of new vector table : 0x80000 */
ldr r0, =0x00080000
mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0
#endif
#endif
#if WITH_CPU_EARLY_INIT // 目前使用的soc都没有打开此宏，因此不去关注
/* call platform/arch/etc specific init code */
#ifndef ENABLE_TRUSTZONE
/* Not needed when TrustZone is the first bootloader that runs.*/
bl __cpu_early_init
#endif
/* declare return address as global to avoid using stack */
.globl _cpu_early_init_complete
_cpu_early_init_complete:
#endif
#if (!ENABLE_NANDWRITE)
#if WITH_CPU_WARM_BOOT // 目前使用的soc都没有打开此宏，因此不去关注
ldr r0, warm_boot_tag
cmp r0, #1
/* if set, warm boot */
ldreq pc, =BASE_ADDR
mov r0, #1
str r0, warm_boot_tag
#endif
#endif
/* see if we need to relocate */ // 判断是否需要代码重定位
mov r0, pc // 由于PC（当前的PC值）=PC（正在执行的代码地址）+8，又由于ARM32一条指令4字节，所以r0的值为.Laddr的内存地址
sub r0, r0, #(.Laddr - _start) // 计算出_start的内存地址，保存在r0
.Laddr:
ldr r1, =_start // 加载_start的代码地址到r1
cmp r0, r1
beq .Lstack_setup // 比较_start的代码地址是否等于内存地址。相等的话说明不需要进行代码重定位，可以进一步设置stack，否则需要继续进行代码重定位。
/* we need to relocate ourselves to the proper spot */
ldr r2, =__data_end // __data_end的定义在system-onesegment.ld中
.Lrelocate_loop: // 进行循环拷贝，将代码段拷贝到代码地址处
ldr r3, [r0], #4
str r3, [r1], #4
cmp r1, r2 // 判断拷贝是否完成
bne .Lrelocate_loop
/* we're relocated, jump to the right address */
ldr r0, =.Lstack_setup
bx r0 // 跳转到代码段的.Lstack_setup，继续执行
.ltorg
#if WITH_CPU_WARM_BOOT
warm_boot_tag:
.word 0 // 分配一个32bit的内存，并初始化为0
#endif
.Lstack_setup:
/* set up the stack for irq, fiq, abort, undefined, system/user, and lastly supervisor mode */
mrs r0, cpsr // Move to Status Register
bic r0, r0, #0x1f // 清除处理器模式位M[4:0]
ldr r2, =abort_stack_top // 将abort_stack_top的地址赋给r2
orr r1, r0, #0x12 // irq 0b10010
msr cpsr_c, r1 // 设置irq模式
ldr r13, =irq_save_spot /* save a pointer to a temporary dumping spot used during irq delivery */ // 将全局符号irq_save_spot的地址赋给r13
orr r1, r0, #0x11 // fiq 0b10001
msr cpsr_c, r1 // 设置fiq模式
mov sp, r2 设置fiq模式的堆栈
orr r1, r0, #0x17 // abort 0b10111
msr cpsr_c, r1 // 设置abort模式
mov sp, r2 // 设置abort模式的堆栈
orr r1, r0, #0x1b // undefined 0b11011
msr cpsr_c, r1 // 设置undefined模式
mov sp, r2 // 设置undefined模式的堆栈
orr r1, r0, #0x1f // system 0b11111
msr cpsr_c, r1 // 设置system模式
mov sp, r2 // 设置system模式的堆栈
orr r1, r0, #0x13 // supervisor 0b10011
msr cpsr_c, r1 // 设置supervisor模式
mov sp, r2 // 设置supervisor模式的堆栈
/* copy the initialized data segment out of rom if necessary */
ldr r0, =__data_start_rom //__data_start_rom,__data_start,__data_end的定义都在system-onesegment.ld中
ldr r1, =__data_start
ldr r2, =__data_end
cmp r0, r1
beq .L__do_bss // 比较__data_start_rom和__data_start的内存地址是否相等，如果相等则跳转到.L__do_bss处，否则继续执行
.L__copy_loop:
cmp r1, r2
ldrlt r3, [r0], #4
strlt r3, [r1], #4
blt .L__copy_loop // 完成数据段的拷贝
.L__do_bss:
/* clear out the bss */
ldr r0, =__bss_start
ldr r1, =_end
mov r2, #0
.L__bss_loop:
cmp r0, r1
strlt r2, [r0], #4
blt .L__bss_loop // 完成bss段的清零
#ifdef ARM_CPU_CORTEX_A8
DSB
ISB
#endif
bl
kmain // 跳转到kmain（lk代码kernel/main.c中）处继续执行，虽然使用了bl，但是正常情况是不会返回的
b .
.ltorg
.bss
.align 2
/* the abort stack is for unrecoverable errors.
* also note the initial working stack is set to here.
* when the threading system starts up it'll switch to a new
* dynamically allocated stack, so we don't need it for very long
*/
abort_stack:
.skip 1024 // 异常堆栈的大小1024字节
abort_stack_top:
- MRC/MCR指令。
mrc p15, 0, r0, c1, c0{, 0} ；将 CP15 的寄存器 C1 的值读到 r0 中
mcr p15, 0, r0, c1, c0{, 0} ；将 r0 的值写到 CP15 的寄存器 C1 中
CP15 中的寄存器 C1 的编码格式及含义说明如下：
C1中的控制位含义
M（bit[0]）
0 ：禁止 MMU 或者 PU
1 ：使能 MMU 或者 PU
A（bit[1]）
0 ：禁止地址对齐检查
1 ：使能地址对齐检查
C（bit[2]）
当数据cache和指令cache分开时，本控制位禁止/使能数据cache。当数据cache和指令cache统一时，该控制位禁止/使能整个cache。
0 ：禁止数据 / 整个 cache
1 ：使能数据 / 整个 cache
W（bit[3]）
0 ：禁止写缓冲
1 ：使能写缓冲
P（bit[4]）
0 ：异常中断处理程序进入 32 位地址模式
1 ：异常中断处理程序进入26 位地址模式
D（bit[5]）
0 ：禁止 26 位地址异常检查
1 ：使能 26 位地址异常检查
L（bit[6]）
0 ：选择早期中止模型
1 ：选择后期中止模型
B（bit[7]）
0 ： little endian
1 ： big endian
S（bit[8]）
在基于 MMU 的存储系统中，本位用作系统保护
R（bit[9]）
在基于 MMU 的存储系统中，本位用作 ROM 保护
F（bit[10]）
由生产商定义
Z（bit[11]）
0 ：禁止跳转预测功能
1 ：使能跳转预测功能
I（bit[12]）
当数据cache和指令cache是分开的，本控制位禁止/使能指令cache
0 ：禁止指令 cache
1 ：使能指令 cache
V（bit[13]）
0 ：选择低端异常中断向量 0x0~0x1c
1 ：选择高端异常中断向量0xffff0000~ 0xffff001c
PR（bit[14]）
0 ：常规的 cache 淘汰算法，如随机淘汰
1 ：预测性淘汰算法，如round-robin 淘汰算法
L4（bit[15]）
0 ：保持 ARMv5 以上版本的正常功能
1 ：将 ARMv5 以上版本与以前版本处理器兼容，不根据跳转地址的 bit[0] 进行 ARM 指令和 Thumb 状态切换： bit[0] 等于 0 表示 ARM 指令，等于 1 表示 Thumb 指令
Bits[31:16]）
保留将来使用
- MRS/MSR。
MRS： 程序状态寄存器到通用寄存器的数据传送指令
MSR： 通用寄存器到程序状态寄存器的数据传送指令
CPSR 当前程序状态寄存器
位[31：24]为条件标志位域，用f 表示；
位[23：16]为状态位域，用s 表示；
位[15：8]为扩展位域，用x 表示；
位[23：16]为状态位域，用s 表示；
位[15：8]为扩展位域，用x 表示；
位[7：0]为控制位域，用c 表示；
运行模式位
[4-0]
0b10000 用户模式
user
0b10001 FIQ模式
0b10010 IRQ模式
0b10011 管理模式
0b10111 终止模式
Abort
0b11011 未定义模式
0b11111 系统模式
IFT[7-5],I=1禁止IRQ,F=1禁止FIQ,T=1执行thumb指令
[27-8]保留
NZCV[31-28]
N-(负
)标志
,N=1表示运算结果为负数
,N=0表示运算结果为正数或零
Z-(零
)标志
,Z=1表示运算结果为零，
Z=0表示运算结果为非零
C-(进位
)标志
V-(溢出
)标志