TI-Davinci开发系列之八x-loader工作流程分析
上接博文《TI-Davinci开发系列之七DVSDK-4.03目录介绍》。DM3730仅集成了一个Nand Flash控制器，所以uboot镜像只能烧在Nand Flash上，通过Nand Flash启动，然而Nand Flash并不支持XIP(eXecute In Place，即芯片内执行)。所以针对Nand Flash的启动方式，一般在采用0x0地址挂载一个容量较小的SRAM(称为Steppingstone)。而且Nand Flash的第一页烧入的x-load，原因是uboot较大，Steppingstone没有足够的空间存放uboot，而x-loader则较小，只有几KB。系统启动时会自动将Nand Flash的第一页上x-loader复制到Steppingstone，其主要工作是初始化PLL，DDR，只有初始化了DDR，才能把uboot下载到DDR里面执行。所以说系统启动首先执行的是x-loader，而x-loader第一阶段的工作与u-boot的第一阶段完全相同，实际上x-loader是u-boot的一个精简版，所以其第一阶段的工作我们只在x-loader中介绍。X-loader启动过程分为stage1和stage2两个阶段， stage1主要完成基本硬件设备初始化和为加载stage2部分的代码准备RAM空间，stage2则是准备环境并引导u-boot在内存中运行。下面分两部分来分析x-loader启动的两个阶段。
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图2.1 两种启动方式存储分配
一、x-loader启动第一阶段stage1
x-loader的第一阶段主要由x-boot源文件目录\cpu\omap3目录下的start.S和board\omap3stalker目录下platform.S来完成，前者是SOC平台相关，后者是开发板相关的。
（1） 硬件设备初始化
基本硬件设备的初始化主要在start.S内完成，依次完成如下设置：将CPU的工作模式设为管理模式(svc)，将中断向量表拷贝到SRAM，关闭WATCHDOG，后来就是关闭MMU，CACHE等。
reset:
/*
* set the cpu to SVC32 mode 设置ARM处理器的工作模式为SVC模式
*/
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f
orr r0, r0, #0xd3
msr cpsr,r0
/*将中断向量表拷贝到SRAM*/
#if (CONFIG_OMAP34XX)
/* Copy vectorsto mask ROM indirect addr */
adr r0, _start @ r0<- current position of code
add r0, r0, #4 @ skip reset vector
mov r2, #64 @ r2 <- size to copy
add r2, r0, r2 @ r2 <- sourceend address
mov r1, #SRAM_OFFSET0 @ build vect addr
mov r3, #SRAM_OFFSET1
add r1, r1, r3
mov r3, #SRAM_OFFSET2
add r1, r1, r3
next:
ldmia r0!, {r3 - r10} @ copy from source address [r0]
stmia r1!, {r3 - r10} @ copyto target address [r1]
cmp r0, r2 @until source end address [r2]
bne next @loop until equal */
//
ldr pc, _start_armboot @ jump to C code
_start_armboot: .wordstart_armboot
cpu_init_crit:
/*关闭MMU与CACHE */
mov r0, #0 @ set up for MCR
mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ invalidateTLBs
mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ invalidateicache
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
bic r0, r0, #0x00002000 @ clear bits 13(--V-)
bic r0, r0, #0x00000007 @ clear bits 2:0 (-CAM)
orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 1 (--A-) Align
orr r0, r0, #0x00000800 @ set bit 12(Z---) BTB
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
/*调用lowlevel_init用来初始化RAM*/
mov ip, lr @persevere link reg across call
bl lowlevel_init @go setup pll,mux,memory
mov lr, ip @restore link
mov pc, lr @back to my caller所谓准备RAM空间，就是初始化内存芯片，使它可用。对于OMAP3这种SOC，通过在start.S中调用lowlevel_init函数来设置存储控制器，使得外接的SDRAM可用。代码在board\omap3stalker目录下platform.S中。
.globl lowlevel_init
lowlevel_init:
ldr sp, SRAM_STACK
str ip, [sp] /* stashold link register */
mov ip, lr /*save link reg across call */
bl s_init /* gosetup pll,mux,memory */
ldr ip, [sp] /* restore saveip */
mov lr, ip /*restore link reg */
/* back toarch calling code */
mov pc, lr
/* the literalpools origin */
.ltorg（3）复制stage2代码到RAM空间
这里将x-loader的代码（实际包括第一、二阶段）都复制到SDRAM中，这在\cpu\omap3中start.S中完成，在本系统的x-loader中，复制代码实际并未发生，因为SRAM支持XIP。
relocate: /*将x-loader复制到RAM中 */
adr r0, _start /* r0：当前代码的开始地址 */
ldr r1, _TEXT_BASE /* r1:代码段的链接地址 */
cmp r0, r1 /* 测试是否需要复制(SRAM,SDRAM,NOR FLAHS不需要复制)
beq stack_setup /*直接跳到栈初始化部分) */
ldr r2, _armboot_start /*_armboot_start在前面定义，第一条指令地址*/
ldr r3, _bss_start /*链接脚本x-loader.lds中定义，是代码段的结束地址*/
sub r2, r3, r2 /* r2 :代码段长度 */
add r2, r0, r2 /* r2:SRAM上代码段的结束地址 */
copy_loop:
ldmia r0!, {r3-r10} /*从地址[r0]处获得数据 */
stmia r1!, {r3-r10} /*复制到地址[r1]处 */
cmp r0, r2 /*判断是否复制完毕 */
ble copy_loop（4） 设置堆栈
栈的设置灵活性很大，只要让sp寄存器指向一段没有使用的内存即可。
/* Set up the stack */
stack_setup:
ldr r0, _TEXT_BASE /*_TEXT_BASE代码段的开始地址 */
sub sp, r0, #128 /*为 abort-栈保留32字节 */
and sp, sp, #~7 /* 8字节对齐 */（5）跳转到stage2的入口点
在跳转之前，还要清除BSS段（初始值为0、无初始值的全局变量、静态变量放在BSS段），代码如下：
clear_bss:
ldr r0, _bss_start /* bss段的开始地址 */
ldr r1, _bss_end /* bss段的结束地址，它的值在链接脚本中定义*/
mov r2, #0x00000000 /* clear value */
clbss_l:
str r2, [r0] /*往bss段内写入0值 */
cmp r0, r1 /*are we at the end yet */
add r0, r0, #4 /* increment clearindex pointer */
bne clbss_l /* keep clearing till atend */
ldr pc, _start_armboot /*向C函数入口跳转 */
_start_armboot: .word start_armboot二、 x-loader启动第二阶段stage2
X-loader第二阶段主要用来引导u-boot从SDRAM启动，主要根据配置文件中定义的启动类型调用相应驱动程序，将u-boot.bin格式的镜像文件从不同存储介质中拷贝到内存，并从内存开始执行。主要代码在lib/下的board.c。
#ifdef CONFIG_MMC //如果配置了MMC启动，则调用mmc驱动加载
/* first trymmc */
if (mmc_init(1)) {
size =file_fat_read("u-boot.bin", buf, 0);
if (size > 0) {
#ifdef CFG_PRINTF
printf("Loadingu-boot.bin from mmc\n");
#endif
buf += size;
}
}
#endif
if (buf == (uchar*)CFG_LOADADDR) {
/* if no u-boot on mmc, tryonenand or nand, depending upon sysboot */
if (get_mem_type() ==GPMC_ONENAND){
#ifdef CFG_ONENAND
……
#ifdef CFG_NAND_K9F1G08R0A //如果定义了nand启动，调用nand加载
#ifdef CFG_PRINTF
printf("Loading u-boot.bin fromnand\n");
#endif
for (i = NAND_UBOOT_START; i < NAND_UBOOT_END; i+= NAND_BLOCK_SIZE){
if (!nand_read_block(buf, i))
buf += NAND_BLOCK_SIZE; /* advance buf ptr*/
}
#endif
}下转博文《u-boot之u-boot-2009.11启动过程分析》