S3C6410之uboot回炉再造（1）start.S - SVC模式设置

　　虽然已经写了几篇关于uboot移植的、但是觉得整体对uboot的理解还是只停留在copy的层面。

　　狠下心来，从代码进行uboot的分析，并从新移植一次uboot。

　　这次更侧重于记录代码分析心得。

　　使用uboot的版本仍为2010.3版本。

 

　　这里有一个很是详尽的start.S分析网站，分析过程借鉴了网站的方法，但也有一些不同的地方

http://www.crifan.com/files/doc/docbook/uboot_starts_analysis/release/html/uboot_starts_analysis.html

　　总的不同有如下

　　在网站的分析中，基于代码为arm920t，即ARM9系列芯片，ARM9系列芯片的初始化过程为：

 

1、设置CPU模式

2、关闭看门狗

3、关闭中断

4、设置堆栈sp指针

5、清除bss段

6、异常中断处理

 

　　然后我现在选择的修改模板是arm1176，即ARM11系列芯片，ARM11系列芯片的初始化过程为：

1、设置CPU模式

// -- 关闭看门狗

// -- 关闭中断

2、初始化MMU　　// ++

3、设置堆栈sp指针

4、清除bss段

5、异常中断处理

　　两种芯片的start.S的区别一目了然。

 

　　接着开始分析代码了。

 

 

　　一切的开始：start.S　　(文件路径为/cpu/arm1176/start.S)

　　为了方便跳转阅读，启用行号。

　　为避免误导，在此说明：

　　此时我使用的是未经修改的uboot2010版本的start.S，在这篇分析中不会对它进行任何修改。

　　在随后的blog中才对start.S进行修改并阐述理由，修改处必有类似 git diff 的说明

　　1、头文件

 1 /*

 2  * ……

 3  */

 4 

 5 #include <config.h>

 6 #include <version.h>

 7 #ifdef CONFIG_ENABLE_MMU

 8 #include <asm/proc/domain.h>

 9 #endif

10 #include <asm/arch/s3c6410.h>

11 

12 #if !defined(CONFIG_ENABLE_MMU) && !defined(CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE)

13 #define CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE    CONFIG_SYS_UBOOT_BASE

14 #endif

　　头文件部分不必赘述，但是这里有一个不得不说的地方

13 #define CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE    CONFIG_SYS_UBOOT_BASE

　　为了解析这个定义，找到了 /include/configs/smdk6400.h

/* NAND U-Boot load and start address */

#define CONFIG_SYS_UBOOT_BASE        (CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE + 0x07e00000)

　　继续跳转搜索 CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE：

#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU

#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE    0xc0000000

#define CONFIG_BOOTCOMMAND    "nand read 0xc0018000 0x60000 0x1c0000;" \

                "bootm 0xc0018000"

#else

#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE    CONFIG_SYS_SDRAM_BASE

#define CONFIG_BOOTCOMMAND    "nand read 0x50018000 0x60000 0x1c0000;" \

                "bootm 0x50018000"

#endif

　　很显然了，在MMU工作的状态下：

#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE    0xc0000000

　　MMU工作就是开发板播到从NAND flash启动的状态。

 

　　而在MMU未工作的状态下：

#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE    CONFIG_SYS_SDRAM_BASE

....

#define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE　　0x50000000

　　从这里，可以理解在使用dnw下载的时候，Download Address为

#define CONFIG_SYS_UBOOT_BASE        (CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE + 0x07e00000)

// 0x5000000 + 0x07e00000 = 0x57e00000

　　uboot是bootloader的一种，要更为准确地描述这两种状态可以说为

　　1、启动加载(Boot loading)模式，即自主"(Autonomous)模式；

　　2、下载(Downloading)模式。

　　更为详细的描述可以参详

http://blog.csdn.net/r91987/article/details/6695007

　　

　　接下来进入正文分析了

 1 /*

 2  *************************************************************************

 3  *

 4  * Jump vector table as in table 3.1 in [1]

 5  *

 6  *************************************************************************

 7  */

 8 

 9 .globl _start

10 _start: b    reset　　　　　　//跳转到reset处执行，即下一段代码的44行

　　　　　　　　　　　　　　　　　　//但此时不必急着看reset的执行代码，可以继续顺序往下

11 #ifndef CONFIG_NAND_SPL　　　//定义NAND_SPL时

12     ldr    pc, _undefined_instruction　　//ldr = Load Register 

13     ldr    pc, _software_interrupt　　　　//软件中断

14     ldr    pc, _prefetch_abort　　　　　　//预取指中止

15     ldr    pc, _data_abort　　　　　　　　 //数据中止

16     ldr    pc, _not_used　　　　　　　　　 //保留

17     ldr    pc, _irq　　　　　　　　　　　　 //IRQ中断

18     ldr    pc, _fiq　　　　　　　　　　　　 //FIQ中断

19　　　　　　　　　　 //这里的七种异常就是ARM的七种异常处理类型，对应的声明在 20 - 33行

20 _undefined_instruction:　　　　//.word = 32bit , 这里可以理解为 _undef.. = &undef..

21     .word undefined_instruction //这里将地址放入 _undef.. ,而_undef的地址又放入pc

22 _software_interrupt:　　　　 //双层取址，所以最终送入pc的数据为 undefined_instruction

23     .word software_interrupt //以下含义相同

24 _prefetch_abort:　　　　　　　

25     .word prefetch_abort　　　//pc 是 ARM 的指令寄存器

26 _data_abort:　　　　　//将这些异常送入 pc ，意为让 ARM 运行这些指令的初始化代码（后文可见）

27     .word data_abort

28 _not_used:

29     .word not_used

30 _irq:

31     .word irq

32 _fiq:

33     .word fiq

34 _pad:

35     .word 0x12345678 /* now 16*4=64 */

36 #else

37     . = _start + 64

38 #endif

39 

40 .global _end_vect

41 _end_vect:

42     .balignl 16,0xdeadbeef　　// .balignl 为对其指令，意为让以下的代码按16位对其

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//不足为则补上0xdeadbeef

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//很有意思的dead beef，为数不多的能用16进制表示的单词

　　接下来为正式的启动指令了

1 /*

 2  *************************************************************************

 3  *

 4  * Startup Code (reset vector)

 5  *

 6  * do important init only if we don't start from memory!

 7  * setup Memory and board specific bits prior to relocation.

 8  * relocate armboot to ram

 9  * setup stack

10  *

11  *************************************************************************

12  */

13 

14 _TEXT_BASE:

15     .word    TEXT_BASE　　//这里是 .text 的 base ，即代码段的基址

16 

17 /*

18  * Below variable is very important because we use MMU in U-Boot.

19  * Without it, we cannot run code correctly before MMU is ON.

20  * by scsuh.

21  */

22 _TEXT_PHY_BASE:　　　　　　//上面的注释很清晰了

23     .word    CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE

24 

25 .globl _armboot_start　　//此处声明了 _armboot_start 指向 _start

26 _armboot_start:　　　　　　

27     .word _start

28 

29 /*

30  * These are defined in the board-specific linker script.

31  */

32 .globl _bss_start　　　　//此处的标号其实最终指向的是链接脚本文件(.lds)中的定义

33 _bss_start:

34     .word __bss_start

35 

36 .globl _bss_end　　　　　//同上

37 _bss_end:

38     .word _end

39 

40 /*

41  * the actual reset code

42  */

43 

44 reset:　　　　　　　　//这里就是start之后跳转的地方了

45     /*

46      * set the cpu to SVC32 mode

47      */　　　　　　//SVC模式也成为管理模式，是操作系统的一种保护模式

48     mrs    r0, cpsr　　　　　　//mrs为读寄存器指令 

49     bic    r0, r0, #0x3f　　　//清除r0的低7位

50     orr    r0, r0, #0xd3　　　//将r0置为0b1101_0011，我们只看低5位

51     msr    cpsr, r0　　　　　　//查CPSR处理器模式位知SVC模式位就是0b1_0011

　　至此，CPU的SVC模式设置成功了。

　　最后补充一个内容，.lds文件是编译脚本文件，展开可以看成ld script。

　　这里的 ld 对应于编译器的 arm-linux-ld。

　　有关于.lds文件的说明，可以参阅

http://blog.csdn.net/pottichu/article/details/4261289

　　在后面的篇幅中，也会涉及.lds文件的修改。