Xilinx ZYNQ 7000学习笔记二（FSBL代码分析）
上一节讲了FSBL主要功能负责对PS端进行初始化、调用bitstream文件对PL端进行配置，加载应用或二级引导程序置DDR中并启动DDR，本节通过对FSBL代码进行分析深入理解代码。
参考资料
SDK版本：Release Version: 2018.3
一、FSBL代码过程
1.打开FSBL工程 fsbl_bsp->ps7_cortexa9_0->libsrc->standalone_v6_8->asm_vectors.S,即启动文件，这个文件生命了一个代码段，位于地址0处。开机后，PS自动开始执行0地址的指令，其第一句话就是一个跳转：B _boot
.org 0
.text
.globl _vector_table
.section .vectors
_vector_table:
B _boot
B Undefined
B SVCHandler
B PrefetchAbortHandler
B DataAbortHandler
NOP /* Placeholder for address exception vector*/
B IRQHandler
B FIQHandler
于是就跳转到boot.S中执行_boot标号下的代码了，期间对包括DDR是否共享状态进行配置、使能了MMU和各级cache、中断初始化，当它执行完后，PS将具备执行C代码的能力，接着在_boot的代码中，再次执行了一个跳转：b _start
2.在同目录下找到文件xil-crt0.S中可以看到_start标号下的代码，可以看到_start首先执行跳转：bl __cpu_init去执行CPU初始化（复位寄存器）操作：随后对sbss（小段bss）、bss数据、栈进行了初始化；复位全局计时器和计数器，调用bl __libc_init_array完成对c库的初始化，然后跳转至main函数。
3.回到FSBL工程，在目录FSBL/src/main.c中找到main函数，可以看到第一步就是调用了ps7_init()函数。
ps7_init()函数位于ps7_init.c文件中，这个C文件是由SDK根据用户的硬件hdf配置自动生成的。这个接口就是根据查看晶元版本对MIO、PLL、Clock、DDR、和外设进行初始化。
然后解锁SLCR系统级控制寄存器（使能系统软件复位功能），刷新D-cache，关闭D-cache，注册中断处理函数。
接下来就是对DDR区进行读写测试检验DDR状态是否正常；
初始化PACP（Processor Configuration Access Port即处理器配置接口，是PS与PL间通信的桥梁）；配置FSBL正在执行状态；读取模式寄存器获取启动模式，如果是QSPI模式，则调用InitQspi()对flash进行初始化（flash可以启用）；
接下来就是最关键的地方了，LoadBootImage()这个函数做两件事情①分析烧录到qspi中的数据的头的部分②根据分析结果拷贝数据到DDR中.
GetPartitionHeaderInfo()接口分析镜像文件BOOT.bin头部(又称bootrom头，实际上bootrom过程中，bootrom代码也会解析该头部并提取信息)，并根据解析出的partition header数据解析出partition的数量，并把对应的信息头（fsbl、bit、应用程序3个）存放在PartitionHeader[MAX_PARTITION_NUMBER]数组中
注：fsbl、bit文件、应用elf通过sdk生成的BOOT.bin镜像文件头部是固定格式，其结构如下：
其中：
- 0x000 中断向量表 ，只在XIP模式下有用；
- 0x020 固定值 0xaa995566
- 0x024 固定值 0x584c4e58 ASCII: XLNX
- 0x028 如果是0xa5c3c5a3或者0x3a5c3c5a为加密的
- 0x034 从loadimage拷到OCM的长度 【上电后BootRom会主动把FSBL拷贝到OCM中执行】，就是FSBL的大小
- 0x040 非安全模式下，值同5；安全模式下，值应该大于FSBL镜像长度。
- 0x098 Boot Header Table Offset：image头的表指针
- 0x09C QSPI Config Word：Pointer to the Partition Header table
- 0x8A0及以上地址：镜像文件的开始，具体包括表中所列内容。
根据软件开发指南UG821各个partition的Header信息结构体定义：
typedef struct StructPartHeader {
u32 ImageWordLen; /* 0x0 加密下分区长度（如果本身未加密则ImageWordLen和DataWordLen相等）/
u32 DataWordLen; / 0x4 未加密分区长度，也就是要搬到RAM中的数据长度*/
u32 PartitionWordLen; /* 0x8 整个（指的是单个）分区长度，,如果使能了RSA签名或者校验，则包括加密+填充+展开
+验证长度，大于等于ImageWordLen*/
u32 LoadAddr; /* 0xC 该分区要加载到RAM的地址*/
u32 ExecAddr; /* 0x10 加载后该分区的执行地址*/
u32 PartitionStart; /* 0x14 分区相对于起始镜像文件偏移*/
u32 PartitionAttr; /* 0x18 * 文件属性，用来判断文件类型如bitstream还是app，具体见下图/
u32 SectionCount; /* 0x1C /
u32 CheckSumOffset; / 0x20 /
u32 Pads1[1];
u32 ACOffset; / 0x28 /
u32 Pads2[4];
u32 CheckSum; / 0x3C */
}PartHeader;
拿到partition header后应该分别加载各个partition，但由于第0个partition其实就是FSBL，而我们当前其实已经在FSBL执行中了，所以不用加载直接跳过从partitionNum = 1开始加载。
接下来开始加载对各个partition是类似的，主要完成两部分工作：
①解析并检查各个partition header中内容的正确性
②从flash中加载各个partiton到指定的目标地址中。（这里对FPGA.bit和application.elf有所差别）
（实现的拷贝就是由PartitionStart参数获得拷贝的起始地址，由LoadAddr获得加载地址，）
LoadBootImage()搬移工作结束后将第一个PS段的程序（即一般情况下应用程序）的执行地址作为返回值返回。
注意：对于加密的程序会进行解密，加载到DDR中的程序时不加密的。
4.FsblHandoff(HandoffAddress)将上述返回地址作为参数实现向应用程序的跳转。
该接收调用FsblHandoffExit(FsblStartAddr)；这个接口使用汇编代码实现的，代码在fsbl_handoff.S文件下：bx lr指令实现了跳转到application开始执行。(期间失能了I-cache和MMU)
FsblHandoffExit:
mov lr, r0 /* move the destination address into link register */
mcr 15,0,r0,cr7,cr5,0 /* Invalidate Instruction cache */
mcr 15,0,r0,cr7,cr5,6 /* Invalidate branch predictor array */
dsb
isb /* make sure it completes */
ldr r4, =0
mcr 15,0,r4,cr1,cr0,0 /* disable the ICache and MMU */
isb /* make sure it completes */
bx lr /* force the switch, destination should have been in r0 */
.Ldone: b .Ldone /* Paranoia: we should never get here */
.end