start.S进一步、更详细的、深入的解释和分析 2013.04.26更新(一)

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注意:

l   2013年4月26日星期五更新(有些解释说明不明确的地方做了补充,错误的地方做了修正)

l   本文中粉红色标记的为start.S汇编代码正文;

l   软件版本为uboot-1.1.6

#include <config.h>

l   config.h这个头文件在u-boot-1.1.6/include/linux目录下,执行命令

# make smdk2410_config之前,内容如下:

#ifndef _LINUX_CONFIG_H

#define _LINUX_CONFIG_H

/* #include <linux/autoconf.h> */

#endif

执行make smdk2410_config之之后,又重新生成,内容为:

/* Automatically generated – do not edit */

#include “config/smdk2410.h”

其中config/smdk2410.h这个文件是和开发板密切相关的,里面主要是一些系统各硬件的宏定义与设定,以及条件编译指令,对以后做移植工作至关重要!!

#include <version.h>

l   version.h这个头文件在u-boot-1.1.6/include/下,文件内容为:

#ifndef    __VERSION_H__

#define   __VERSION_H__

#include "version_autogenerated.h"

#endif     /* __VERSION_H__ */

version_autogenerated.h这个头文件,在编译的时候会自动生成,内容为:

#define U_BOOT_VERSION “U-BOOT 1.1.6”

注:config.h和version_autogenerated.h这两个头文件具体怎么生成的,可以参考顶层uboot的Makefile。

.globl _start

l   这是在定义u-boot的启动定义入口点,汇编程序的缺省入口是 start标号,用户也可以在连接脚本文件中用ENTRY标志指明其它入口点。

 (见board/u-boot.lds中: ENTRY(_start)  --转者)

l   .global是GNU ARM汇编的一个伪操作,声明一个符号可被其他文件引用,相当于声明了一个全局变量,.globl和.global相同。该部分为处理器的异常处理向量表。地址范围为0x0000 0000 ~ 0x0000 0020,刚好8条指令。

l   为什么是8条指令呢?这里来算一算。首先,一条arm指令为32bit(位),0x0000 0020换算成十进制为2^5=32B(字节),而32(B) = 4 * 8(B) = 4 * 8 * 8( bit),所以刚好8条指令(一个Byte包含8个bit)。

l   为了方便后面的计算,我们可以先熟练换算:

0x0000,0100            256 Byte

0x0000,1000            4KB    256*4*4B

0x0001,0000            64K    4*4*4KB

0x0010,0000            1M     64*4*4KB

0x0100,0000            16M        1*4*4MB

0x1000,0000       256M   16*4*4MB

那么0x8000  就是   8(十进制) X    0x1000 =  32K

0x40,0000           =  4M

下面是在汇编程序种经常会遇到的异常向量表。Arm处理器一般包括复位、未定义指令、SWI、预取终止、数据终止、IRQ、FIQ等异常,其中U-Boot中关于异常向量的定义如下:

_start:   b       reset   

l   _start 标号表明uboot程序从这里开始执行。

l   b是不带返回的跳转(bl是带返回的跳转),意思是无条件直接跳转到reset标号出执行程序。b是最简单的分支,一旦遇到一个 b 指令,ARM 处理器将立即跳转到给定的地址,从那里继续执行。注意存储在分支指令中的实际的值是相对当前的 R15 的值的一个偏移量;而不是一个绝对地址。它的值由汇编器来计算,它是 24 位有符号数,左移两位后有符号扩展为 32 位,表示的有效偏移为 26 位。

      ldr  pc, _undefined_instruction   //未定义指令

       ldr  pc, _software_interrupt   //软中断SWI

       ldr  pc, _prefetch_abort   //预取终止

       ldr  pc, _data_abort  //数访问终止

      ldr  pc, _not_used

      ldr  pc, _irq    //中断请求IRQ

      ldr  pc, _fiq    //快速中断FIQ

 

_undefined_instruction:  .word undefined_instruction

_software_interrupt: .word software_interrupt

_prefetch_abort:      .word prefetch_abort

_data_abort:           .word data_abort

_not_used:        .word not_used

_irq:                 .word irq

_fiq:                 .word fiq

l   .word为ARM汇编特有的伪操作符,语法如下:

.word <word1> {,<word2>} …

作用:插入一个32-bit的数据队列。(与armasm中的DCD功能相同)

我们可以使用.word把标识符作为常量使用,例如:

Start:

valueOfStart:

.word   Start

这样一来,程序的开头的标号Start(实际上是一个地址)便被存储于内存变量valueOfStart中。即.word伪操分配了一段字内存单元(分配的单元都是字对齐的),并用伪操作中的Start进行初始化(.long和.int作用与之类似)。这里可以借助C语言中的“int a;”来理解。

      .balignl 16,0xdeadbeef

l   .align伪操作用于表示对齐方式:通过添加填充字节使当前位置满足一定的对齐方式。

.align {alignment} {,fill} {,max}

其中,alignment用于指定对齐方式,可能的取值为2的次幂,缺省为4。fill是填充内容,缺省用0填充。max是填充字节数最大值,假如填充字节数超过max, 就不进行对齐,例如:

  .align 4 

指定对齐方式为字对齐,2的4次方为16(bit),两个字节,即一个字。更详细的解释,可以参阅这篇博客:

http://zqwt.012.blog.163.com/blog/static/12044684201031102956976/

 

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