u-boot-2010.06 源码分析<3>--第二阶段
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上接第一阶段跳转语句
ldr pc, _start_armboot
第二阶段流程图
第二阶段的功能：
<1> 初始化本阶段要使用到的硬件设备。
设置时钟、初始化串口。
board_init函数设置MPLL、改变系统时钟，它是开发板相关的函数，在board/samsung/smdk2440/smdk2440.c中实现。值得注意的是board_init函数还保存了机器类型ID，这将在调用内核的时候传递给内核。代码如下：
gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440; //值为362
串口的初始化函数主要是serial_init,它设置UART控制器，是CPU相关的函数。
<2>检测系统内存映射（memory map）。
对于smdk2440的开发板，其内存分布是明确的，一般内存起始地址为0x3000 0000，大小为64M = 0x0400 0000。代码如下：
int dram_init(void)
{
gd->bd->bi_dram[0] . start = PHYS_SDRAM_1; //即0x3000 0000
gd->bd->bi_dram[0].size = PHYS_SDRAM_1_SIZE; //即0x0400 0000
//这两个值都定义在include/configs/smdk2440.h中
}
<3>将内核映像和根文件系统映像从Flash上读到RAM空间中。
<4>为内核设置启动参数。
U-Boot 是通过标记列表向内核传递参数。
setup_memory_tags
setup_commandline_tag
这两个标记列表定义在arch/arm/lib/bootm.c中，需要在定义命令的文件include/configs/smdk2440.h中定义两个命令
#define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS 1
#define CONFIG_CMDLINE_TAG 1
对于ARM构架的CPU来说，都是通过arch/arm/lib/bootm.c中的do_bootm_linux函数来启动内核的。这个函数中，设置标记列表，最后通过 theKernel = (void (星)(int, int, uint))images->ep;调用内核。其中，theKernel 指向内核存放的地址（对于ARM构架的CPU，通常这个地址是0x3000 8000）。传递的3个参数如下：void (星theKernel)(int zero, int arch, uint params);
R0: 0
R1: 机器类型ID -- gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440; //值为362
R2: 启动参数标记列表在RAM中的起始地址 0x3000 0100
2。源码解析。
arch/arm/lib/board.c
void start_armboot (void)
{
init_fnc_t **init_fnc_ptr; //定义二级函数指针
char *s;
gd = (gd_t*)(_armboot_start - CONFIG_SYS_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
/************************************************************************************************************
定义了全局数据指针，armboot_start的值位于0x3ff80000,且CONFIG_SYS_MALLOC_LEN在
include/configs/smdk2440.h中定义，
#define config_sys_malloc_len (CONFIG_ENV_SIZE + 128 * 1024)
#define CONFIG_ENV_SIZE 0x20000 //128K为256M的Nandflash的块大小，block。
通过以上计算得出 config_sys_malloc_len 的大小为 256k = 0x4 0000。
再来看一下结构体gd_t,位于arch/arm/include/asm/global_data.h
typedef struct global_data {
bd_t *bd;
unsigned long flags;
unsigned long baudrate;
unsigned long have_console; /* serial_init() was called */
unsigned long env_addr; /* Address of Environment struct */
unsigned long env_valid; /* Checksum of Environment valid? */
unsigned long fb_base; /* base address of frame buffer */
#ifdef CONFIG_VFD
unsigned char vfd_type; /* display type */
#endif
#ifdef CONFIG_FSL_ESDHC
unsigned long sdhc_clk;
#endif
#if 0
unsigned long cpu_clk; /* CPU clock in Hz! */
unsigned long bus_clk;
phys_size_t ram_size; /* RAM size */
unsigned long reset_status; /* reset status register at boot */
#endif
void **jt; /* jump table */
} gd_t;
sizeof(gd_t)=4 + 4 * 6 + 4 = 32 = 0x20。
故gd所指向地址 0x3ff80000 - 0x40000 - 0x20为 0x3FF3 FFE0
/*
* Global Data Flags
*/
#define GD_FLG_RELOC 0x00001 /* Code was relocated to RAM */
#define GD_FLG_DEVINIT 0x00002 /* Devices have been initialized */
#define GD_FLG_SILENT 0x00004 /* Silent mode */
#define GD_FLG_POSTFAIL 0x00008 /* Critical POST test failed */
#define GD_FLG_POSTSTOP 0x00010 /* POST seqeunce aborted */
#define GD_FLG_LOGINIT 0x00020 /* Log Buffer has been initialized */
#define GD_FLG_DISABLE_CONSOLE 0x00040 /* Disable console (in & out) */
#define DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR register volatile gd_t *gd asm ("r8")
/***************************************************************************************
这个声明告诉编译器使用寄存器r8来存储gd_t类型的指针gd，即这个定义声明了一个指针，并且指明了它的存储位置。
register表示变量放在机器的寄存器
volatile用于指定变量的值可以由外部过程异步修改
这个指针在board.c中初始化。
****************************************************************************************/
__asm__ __volatile__("": : :"memory"); //分配一个存储全局数据的区域，地址给指针 gd
/****************************************************************************************************************
如同使用变量之前，需要声明定义一样，这里使用全局变量gd和bd之前，我们需要先设置它的地址，并用memset函数为它分配合适的空间。u-boot的注释告知我们，gd和bd是一个可写的指针，实际上不过是一个地址而已。
代码中的这句话：__asm__ __volatile__("": : :"memory");目的就是告诉编译器内存被修改过了。更详细的关于C程序中内嵌汇编的文档，请参考《ARM GCC 内嵌（inline）汇编手册》。
***************************************************************************************************************/
memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t)); //分配空间并清0
gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
/****************************************************************************************************************
bd_t结构体位于arch/arm/include/asm/u-boot.h中
#ifndef _U_BOOT_H_
#define _U_BOOT_H_ 1
typedef struct bd_info {
int bi_baudrate; /* serial console baudrate */
unsigned long bi_ip_addr; /* IP Address */
struct environment_s *bi_env;
ulong bi_arch_number; /* unique id for this board */
ulong bi_boot_params; /* where this board expects params */
struct /* RAM configuration */
{
ulong start;
ulong size;
} bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];
} bd_t;
#define bi_env_data bi_env->data
#define bi_env_crc bi_env->crc
#endif /* _U_BOOT_H_ */
****************************************************************************************************************/
memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t)); //分配空间并清0
gd->flags |= GD_FLG_RELOC; //设置当前uboot标志位已经重定位
monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start; //uboot镜像文件大小
//初始化函数循环
for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
if ((*init_fnc_ptr)() != 0)
{
hang ();
}
}
/***************************************************************************************************************
init_sequence 是一个初始化函数集的函数指针数组。
如果有任何一个函数失败就进入si循环。结构体如下：
init_fnc_t *init_sequence[] = {
#if defined(CONFIG_ARCH_CPU_INIT)
arch_cpu_init, /* basic arch cpu dependent setup */
#endif
board_init, /* basic board dependent setup */
#if defined(CONFIG_USE_IRQ)
interrupt_init, /* set up exceptions */
#endif
timer_init, /* initialize timer */
#ifdef CONFIG_FSL_ESDHC
get_clocks,
#endif
env_init, /* initialize environment */
init_baudrate, /* initialze baudrate settings */
serial_init, /* serial communications setup */
console_init_f, /* stage 1 init of console */
display_banner, /* say that we are here */
#if defined(CONFIG_DISPLAY_CPUINFO)
print_cpuinfo, /* display cpu info (and speed) */
#endif
#if defined(CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO)
checkboard, /* display board info */
#endif
#if defined(CONFIG_HARD_I2C) || defined(CONFIG_SOFT_I2C)
init_func_i2c,
#endif
dram_init, /* configure available RAM banks */
#if defined(CONFIG_CMD_PCI) || defined (CONFIG_PCI)
arm_pci_init,
#endif
display_dram_config,
NULL,
};
***************************************************************************************************************/
/****************************************************************************************************************
mem_malloc_init函数，这是非常关键的一步，请大家引起注意。我们必须配置好内存的起始地址和结束地址，然后把这块区域清零，以便后续来使用它。
void mem_malloc_init(ulong start, ulong size)
{
mem_malloc_start = start;
mem_malloc_end = start + size;
mem_malloc_brk = start;
memset((void *)mem_malloc_start, 0, size);
}
****************************************************************************************************************/
/* armboot_start is defined in the board-specific linker script */
mem_malloc_init (_armboot_start - CONFIG_SYS_MALLOC_LEN,
CONFIG_SYS_MALLOC_LEN);
/****************************************************************************************************************
Norflash初始化，返回的是size是大小。定义在board/samsung/smdk2440/flash.c中
****************************************************************************************************************/
#ifndef CONFIG_SYS_NO_FLASH
/* configure available FLASH banks */
display_flash_config (flash_init ());
#endif /* CONFIG_SYS_NO_FLASH */
/****************************************************************************************************************
Nandflash初始化，定义在drivers/mtd/nand/nand.c中
****************************************************************************************************************/
#if defined(CONFIG_CMD_NAND)
puts ("NAND: ");
nand_init(); /* go init the NAND */
#endif
#if defined(CONFIG_CMD_ONENAND)
onenand_init();
#endif
/****************************************************************************************************************
初始化环境变量，如果认为没有找到存储其中的，就用默认值并打印：“*** Warning - bad CRC, using default environment”。这是我们常看到的。在终端输入saveenv 即可。
****************************************************************************************************************/
/* initialize environment */
env_relocate ();
//多串口配置，跳过。
#ifdef CONFIG_SERIAL_MULTI
serial_initialize();
#endif
//IP地址获取。
/* IP Address */
gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");
//标准的输入输出
stdio_init (); /* get the devices list going. */
//初始化外设列表
jumptable_init ();
//u-boot的应用函数集，跳过
#if defined(CONFIG_API)
/* Initialize API */
api_init ();
#endif
//初始化控制台（console），平台无关，不一定是串口哦，如果把标准输出设为vga，字符会显示在LCD上。
console_init_r (); /* fully init console as a device */
//平台相关的其他设备初始化，这些s3c2440都没有。跳过
#if defined(CONFIG_ARCH_MISC_INIT)
/* miscellaneous arch dependent initialisations */
arch_misc_init ();
#endif
#if defined(CONFIG_MISC_INIT_R)
/* miscellaneous platform dependent initialisations */
misc_init_r ();
#endif
//允许中断，这里还没移植USB下载，所以直接return。
/* enable exceptions */
enable_interrupts ();
//TI平台的网卡驱动，直接跳过
/* Perform network card initialisation if necessary */
#ifdef CONFIG_DRIVER_TI_EMAC
/* XXX: this needs to be moved to board init */
extern void davinci_eth_set_mac_addr (const u_int8_t *addr);
if (getenv ("ethaddr"))
{
uchar enetaddr[6];
eth_getenv_enetaddr("ethaddr", enetaddr);
davinci_eth_set_mac_addr(enetaddr);
}
#endif
//其他网卡的设置，直接跳过。
#if defined(CONFIG_DRIVER_SMC91111) || defined (CONFIG_DRIVER_LAN91C96)
/* XXX: this needs to be moved to board init */
if (getenv ("ethaddr"))
{
uchar enetaddr[6];
eth_getenv_enetaddr("ethaddr", enetaddr);
smc_set_mac_addr(enetaddr);
}
#endif /* CONFIG_DRIVER_SMC91111 || CONFIG_DRIVER_LAN91C96 */
/* Initialize from environment */
if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL)
{
load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
}
//获取bootfile参数
#if defined(CONFIG_CMD_NET)
if ((s = getenv ("bootfile")) != NULL)
{
copy_filename (BootFile, s, sizeof (BootFile));
}
#endif
#ifdef BOARD_LATE_INIT
board_late_init ();
#endif
//MMC卡的控制器初始化
#ifdef CONFIG_GENERIC_MMC
puts ("MMC: ");
mmc_initialize (gd->bd);
#endif
#ifdef CONFIG_BITBANGMII
bb_miiphy_init();
#endif
#if defined(CONFIG_CMD_NET)
//多网卡配置
#if defined(CONFIG_NET_MULTI)
puts ("Net: ");
#endif
//网卡初始化
eth_initialize(gd->bd);
//允许网卡复位
#if defined(CONFIG_RESET_PHY_R)
debug ("Reset Ethernet PHY\n");
reset_phy();
#endif
#endif
//进入主循环。其中会读取bootdelay和bootcmd。在bootdelay时间内按下键进入命令行，否则执行bootcmd的命令。
/* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */
for (;;)
{
main_loop ();
}
/* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */
}
//出错提示
void hang (void)
{
puts ("### ERROR ### Please RESET the board ###\n");
for (;;);
}
3。初始化列表具体分析。
void jumptable_init(void)
{
//为gd->jt是这个函数指针数组分配空间。
gd->jt = malloc(XF_MAX * sizeof(void *));
#include <_exports.h>
}
init_fnc_t *init_sequence[] = {
#if defined(CONFIG_ARCH_CPU_INIT)
arch_cpu_init, /* basic arch cpu dependent setup */
#endif
board_init, /* basic board dependent setup */
/****************************************************************************************************************
int board_init (void)
{
struct s3c24x0_clock_power * const clk_power =
s3c24x0_get_base_clock_power();
struct s3c24x0_gpio * const gpio = s3c24x0_get_base_gpio();
/* to reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register */
clk_power->LOCKTIME = 0xFFFFFF;
/* configure MPLL */
clk_power->MPLLCON = ((M_MDIV << 12) + (M_PDIV << 4) + M_SDIV);
/* some delay between MPLL and UPLL */
delay (4000);
/* configure UPLL */
clk_power->UPLLCON = ((U_M_MDIV << 12) + (U_M_PDIV << 4) + U_M_SDIV);
/* some delay between MPLL and UPLL */
delay (8000);
/* set up the I/O ports */
gpio->GPACON = 0x007FFFFF;
gpio->GPBCON = 0x00044555;
gpio->GPBUP = 0x000007FF;
gpio->GPCCON = 0xAAAAAAAA;
gpio->GPCUP = 0x0000FFFF;
gpio->GPDCON = 0xAAAAAAAA;
gpio->GPDUP = 0x0000FFFF;
gpio->GPECON = 0xAAAAAAAA;
gpio->GPEUP = 0x0000FFFF;
gpio->GPFCON = 0x000055AA;
gpio->GPFUP = 0x000000FF;
gpio->GPGCON = 0xFF95FFBA;
gpio->GPGUP = 0x0000FFFF;
gpio->GPHCON = 0x002AFAAA;
gpio->GPHUP = 0x000007FF;
/* arch number of SMDK2410-Board */
gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440;
/* adress of boot parameters */
gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100;
icache_enable(); //关闭指令cache
dcache_enable(); //关闭数据cache
return 0;
}
***************************************************************************************************************/
#if defined(CONFIG_USE_IRQ)
interrupt_init, /* set up exceptions */
#endif
timer_init, /* initialize timer */ //定时器初始化
/****************************************************************************************************************
int timer_init(void)
{
struct s3c24x0_timers *timers = s3c24x0_get_base_timers();
ulong tmr;
/* use PWM Timer 4 because it has no output */
/* prescaler for Timer 4 is 16 */
writel(0x0f00, &timers->TCFG0);
if (timer_load_val == 0) {
/*
* for 10 ms clock period @ PCLK with 4 bit divider = 1/2
* (default) and prescaler = 16. Should be 10390
* @33.25MHz and 15625 @ 50 MHz
*/
timer_load_val = get_PCLK() / (2 * 16 * 100);
timer_clk = get_PCLK() / (2 * 16);
}
/* load value for 10 ms timeout */
lastdec = timer_load_val;
writel(timer_load_val, &timers->TCNTB4);
/* auto load, manual update of Timer 4 */
tmr = (readl(&timers->TCON) & ~0x0700000) | 0x0600000;
writel(tmr, &timers->TCON);
/* auto load, start Timer 4 */
tmr = (tmr & ~0x0700000) | 0x0500000;
writel(tmr, &timers->TCON);
timestamp = 0;
return (0);
}
****************************************************************************************************************/
#ifdef CONFIG_FSL_ESDHC
get_clocks,
#endif
env_init, /* initialize environment */ //环境变量
/***************************************************************************************************************
int env_init(void)
{
/* use default */
gd->env_addr = (ulong) & default_environment[0];
gd->env_valid = 1;
return 0;
}
****************************************************************************************************************/
init_baudrate, /* initialze baudrate settings */ //波特率获取
/****************************************************************************************************************
static int init_baudrate (void)
{
char tmp[64]; /* long enough for environment variables */
int i = getenv_r ("baudrate", tmp, sizeof (tmp));
gd->bd->bi_baudrate = gd->baudrate = (i > 0)
? (int) simple_strtoul (tmp, NULL, 10)
: CONFIG_BAUDRATE;
return (0);
}
***************************************************************************************************************/
serial_init, /* serial communications setup */ //串口设置
/****************************************************************************************************************
#if !defined(CONFIG_SERIAL_MULTI)
/* Initialise the serial port. The settings are always 8 data bits, no parity,
* 1 stop bit, no start bits.
*/
int serial_init(void)
{
return serial_init_dev(UART_NR); //UART_NR 就是串口号，在文件drivers/serial/serial_s3c24x0.c中有如下定义：
/******
#ifdef CONFIG_SERIAL1
#define UART_NR S3C24X0_UART0
#elif defined(CONFIG_SERIAL2)
# if defined(CONFIG_TRAB)
# error "TRAB supports only CONFIG_SERIAL1"
# endif
#define UART_NR S3C24X0_UART1
#elif defined(CONFIG_SERIAL3)
# if defined(CONFIG_TRAB)
# error "TRAB supports only CONFIG_SERIAL1"
# endif
#define UART_NR S3C24X0_UART2
#else
#error "Bad: you didn't configure serial ..."
#endif
******/
默认的输出为串口0 即定义在include/configs/smdk2440.h中
#define CONFIG_S3C24X0_SERIAL
#define CONFIG_SERIAL1 1 /* we use SERIAL 1 on SMDK2410 */
}
#endif
|
|
|
static int serial_init_dev(const int dev_index)
{
struct s3c24x0_uart *uart = s3c24x0_get_base_uart(dev_index);
#ifdef CONFIG_HWFLOW
hwflow = 0; /* turned off by default */
#endif
/* FIFO enable, Tx/Rx FIFO clear */
writel(0x07, &uart->UFCON);
writel(0x0, &uart->UMCON);
/* Normal,No parity,1 stop,8 bit */
writel(0x3, &uart->ULCON);
/*
* tx=level,rx=edge,disable timeout int.,enable rx error int.,
* normal,interrupt or polling
*/
writel(0x245, &uart->UCON);
#ifdef CONFIG_HWFLOW
writel(0x1, &uart->UMCON); /* RTS up */
#endif
/* FIXME: This is sooooooooooooooooooo ugly */
#if defined(CONFIG_ARCH_GTA02_v1) || defined(CONFIG_ARCH_GTA02_v2)
/* we need auto hw flow control on the gsm and gps port */
if (dev_index == 0 || dev_index == 1)
writel(0x10, &uart->UMCON);
#endif
_serial_setbrg(dev_index);
return (0);
}
****************************************************************************************************************/
console_init_f, /* stage 1 init of console */
/****************************************************************************************************************
/* Called before relocation - use serial functions */
int console_init_f(void)
{
gd->have_console = 1;
#ifdef CONFIG_SILENT_CONSOLE
if (getenv("silent") != NULL)
gd->flags |= GD_FLG_SILENT;
#endif
return 0;
}
****************************************************************************************************************/
display_banner, /* say that we are here */
/****************************************************************************************************************
测试串口，显示一些信息。
****************************************************************************************************************/
#if defined(CONFIG_DISPLAY_CPUINFO)
print_cpuinfo, /* display cpu info (and speed) */
#endif
#if defined(CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO)
checkboard, /* display board info */
#endif
#if defined(CONFIG_HARD_I2C) || defined(CONFIG_SOFT_I2C)
init_func_i2c,
#endif
dram_init, /* configure available RAM banks */ //内存初始化
/****************************************************************************************************************
int dram_init (void)
{
gd->bd->bi_dram[0].start = PHYS_SDRAM_1;
gd->bd->bi_dram[0].size = PHYS_SDRAM_1_SIZE;
return 0;
}
****************************************************************************************************************/
#if defined(CONFIG_CMD_PCI) || defined (CONFIG_PCI)
arm_pci_init,
#endif
display_dram_config, //显示内存信息
/****************************************************************************************************************
static int display_dram_config (void)
{
int i;
#ifdef DEBUG
puts ("RAM Configuration:\n");
for(i=0; i<CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {
printf ("Bank #%d: %08lx ", i, gd->bd->bi_dram[i].start);
print_size (gd->bd->bi_dram[i].size, "\n");
}
#else
ulong size = 0;
for (i=0; i<CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {
size += gd->bd->bi_dram[i].size;
}
puts("DRAM: ");
print_size(size, "\n");
#endif
return (0);
}
****************************************************************************************************************/
NULL,
};