uboot内存分布与汇编知识
-
- 1 uboot内存分布
- 2 start.S
- 3 汇编知识
- 3.1 指令
- 3.2 多寄存器寻址指令
- 3.3 寄存器
1 uboot内存分布
对于uboot来说，DDR的地址并不是从0x0开始的。flash和DDR是统一编址的，但是并不会包含flash全部内容.uboot会将flash前面部分空间映射成内存空间，映射的起始地址可以当成是0x0,至于映射大小跟具体的平台、配置有关，这里我们并不需要关心其大小。
flash中uboot镜像后一般是uboot环境变量。
uboot重定位时将uboot镜像(从_stext地址开始，不包含.bss段)拷贝到TEXT_BASE(DDR)地址，然后再执行一次uboot，start.S会被再执行一次，但是这一次不会执行重定位代码，而是跳转到清.bss段代码。
2 start.S
start.S重定位代码
#ifdef CONFIG_RELOC_TO_TEXT_BASE
relocate_to_text: /* 上面宏已定义，所以跑这部分 */
/*
* relocate u-boot code on memory to text base
* for nexell arm core (add by jhkim)
*/
adr r0, _stext /* r0 保存uboot起始地址 */
ldr r1, TEXT_BASE /* r1 uboot偏移起始地址 0x42c00000 */
cmp r0, r1 /* 比较两个地址，相同就跳转， 清bss */
beq clear_bss
ldr r2, _bss_start_ofs
add r2, r0, r2 /* r2 bss起始地址 */
copy_loop_text:
ldmia r0!, {r3-r10} /* r0保存的地址开始的 8*4 字节数据加载到 r3 ~ r10 */
stmia r1!, {r3-r10} /* r3 ~ r10 的数据保存到r1地址开始的32个字节空间里 */
cmp r0, r2 /* 检查拷贝是否到了bss, bss段内容不需要拷贝 */
ble copy_loop_text
ldr r1, TEXT_BASE /* pc指向TEXT_BASE, 重新执行一次start.S, 这一次直接跳转到clear_bss */
mov pc, r1
clear_bss:
#ifdef CONFIG_MMU_ENABLE
bl mmu_turn_on /* 开mmu */
#endif
ldr r0, _bss_start_ofs
ldr r1, _bss_end_ofs
ldr r4, TEXT_BASE /* text addr */
add r0, r0, r4 /* 重定位后bss的起始地址和结束地址 */
add r1, r1, r4
mov r2, #0x00000000 /* clear */
clbss_l:str r2, [r0] /* r2中保存的数据mov到r0, 完成后bss段内容全为0 */
add r0, r0, #4 /* 执行完成后r0 = r0 + 4 */
cmp r0, r1
bne clbss_l
ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR) /* CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR = TEXT_BASE，栈指针从0x42c00000开始 */
bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
sub sp, #GD_SIZE /* sp = sp - GD_SIZE 保留TEXT_BASE，下GD_SIZE大小内存空间给GD */
bic sp, sp, #7 /* 内存8字节对齐 */
mov r9, sp /* GD is above SP, 现在sp指向GD的基地址 */
mov r0, #0
bl board_init_f
mov sp, r9 /* SP is GD's base address */
bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
sub sp, #GENERATED_BD_INFO_SIZE /* GD下再栈空间再分配GENERATED_BD_INFO_SIZE大小给BD */
bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
mov r0, r9 /* gd_t *gd， r9原来保存gd的地址 */
ldr r1, TEXT_BASE /* ulong text， r1偏移起始地址，也就是uboot起始地址 */
mov r2, sp /* ulong sp，r2保存sp地址，bd地址 */
bl gdt_reset
/* call board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr) */
mov r0, r9 /* gd_t， gd地址 */
ldr r1, =(CONFIG_SYS_MALLOC_END) /* dest_addr for malloc heap end， 堆空间起始地址0x43000000, 0x43000000 - 0x42c00000 = 4M，也就是说uboot大小不超过4M，如果超过4M，uboot执行到后面部分可能会出现问题 */
/* call board_init_r */
ldr pc, =board_init_r /* this is auto-relocated! */
#else /* CONFIG_RELOC_TO_TEXT_BASE */
bl _main
#endif3 汇编知识
3.1 指令
ldr
ldr r0, 0x8000 //将0x8000的值mov或者mvn到r0，如果0x8000换成label，也就是标签(会被当成地址)，地址加载到r0
adr adrl
adr r0, _stext
ldr r0, _stext
adr adrl 伪指令用于将一个地址加载到寄存器中,adr为小范围的地址读取伪指令。adr指令将基于PC相对偏移的地址值读取到寄存器中。通常，编译器用一条add指令或sub指令来实现该adr伪指令的功能。adrl是中等范围的地址读取指令,会被编译器翻译成两条指令。
地址范围
| 指令 | 四字节对齐 | 非字节对齐 |
|---|---|---|
| adr | -1020~1020 | -255~255 |
| adrl | -256k~256k | -64k~64k |
bic orr
bic r0,r0,#0x1f
0x1f=11111b
其含义：清除r0的bit[4:0]位。
orr r0,r0,#0xd3
0xd3=1101 0111
r0与0xd3作算数或运算，然后将结果返还给r0,即把r0的bit[7:6]和bit[4]和bit[2:0]置为1
MCR MRC
MCR指令将ARM处理器的寄存器中的数据传送到协处理器的寄存器中
MRC指令将协处理器的寄存器中数值传送到ARM处理器的寄存器中
3.2 多寄存器寻址指令
多寄存器和堆栈寻址的用法：多寄存器寻址：LDMIA，LDMIB，STMIA，STMIB，LDMDA，LDMDB，STMDA，STMDB；
堆栈寻址：LDMFA，LDMFD，STMFA，STMFD，LDMEA，LDMED，STMEA，STMED；
弄清堆栈寻址的SP的变化：LDMFA，LDMFD，STMFA，STMFD，LDMEA，LDMED，STMEA，STMED；
LD: load 加载， 方向 >
ST: store 保存, 方向 <
M: multi 多
IA： 每次传送后地址加4；
IB： 每次传送前地址加4；
DA： 每次传送后地址减4；
DB： 每次传送前地址减4；
FD： 满递减堆栈；
ED： 空递减堆栈；
FA： 满递增堆栈；
EA： 空递增堆栈
LDMIA R0!,{R1-R4}
相当于下面几个操作, STMIA方向则相反
R1<----[R0]
R2<----[R0+4]
R3<----[R0+8]
R4<----[R0+12] 3.3 寄存器
R0 ~ R7 不分组通用寄存器， 这意味着在所有处理器模式下，访问的都是同一个物理寄存器
R8 ~ R12
1、FIQ模式分组寄存器R8-R12
2、FIQ以外的分组寄存器R8-R12
R13 也叫做SP，通常用作于堆栈指针
R14 也叫做LR（链接寄存器），通常用作于保存子程序或中断返回的地址，通常是产生中断或者跳转指令的下一条指令的地址（由于ARM中PC总是当前指令地址+8，所以保存到LR中的地址应该总是PC-4）
R15 也叫做PC，由于ARM采用流水线技术，所以PC总是指向正在取值的指令，根据不同cpu架构，当前正常执行的指令地址与PC所指向的地址不同。
CPSR 程序状态字寄存器