u-boot2010.03 第一阶段--start.S

经过前面的配置，编译分析。选择可以开始进入移植篇了。
其实我在想，是先出移植篇呢还是先出分析篇。因为这两者息息相关。整个uboot的启动流程懂了，那么移植也就不那么无从下手了。
我手上的板子是S3C6410的，如果一直对S3C6400 进行分析，那会不会影响到读者的分析。。
最终我决定，分析移植一起进行更新，，一般我会先出分析帖，然后再出教程帖。间隔应该不会特别长时间。
最近我同学说了，说我的帖子不够正式，没有转载说明，没有版权说明，，以后慢慢补上吧。


下面开始 分析篇(一)-----start.S
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使用环境 
PC:                  ubuntu 11.04
kernel:            2.6.32-28-generic
corss:             arm-linux-gcc 4.3.2
arm:                s3c6410
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作者:               LvApp
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今天，我们正式进入了uboot启动代码的分析，从上一次分析的makefile中，关于lds的说明，可以知道为什么要从这个文件开始，要是忘记了，可以去复习下。
u-boot2010.03 配置编译目标分析
u-boot2010.03 Makefile分析


这里就不细说了，arm上电启动执行的第一条语句就是在这个start.S中。
由于代码比较长，依旧采取边帖代码边分析的方式

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


.globl _start
_start: b	reset
    #ifndef CONFIG_NAND_SPL
    ldr	pc, _undefined_instruction
    ldr	pc, _software_interrupt
    ldr	pc, _prefetch_abort
    ldr	pc, _data_abort
    ldr	pc, _not_used
    ldr	pc, _irq
    ldr	pc, _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
_pad:
    .word 0x12345678 /* now 16*4=64 */
#else
. = _start + 64
#endif

首先进入的就是arm的异常项量表，这对于有过裸机开发的人应该不陌生，如果不了解这个，这里我就不多说，因为这不是这次的主题，可以去查阅相关资料，其实arm的中断入口地址就是在这里指定的
_start: b reset 这就是arm执行的第一条代码，直接通过跳转，进入到了 reset地址处

/*
 * the actual reset code
 */
reset:
/*
 * set the cpu to SVC32 mode
 */
    mrs	r0, cpsr            /* 把cpsr 放到r0 中 */
    bic   r0, r0, #0x3f     /* 清 0x3f 对应位 11 1111 为0 */
    orr    r0, r0, #0xd3    /* 或上 1011 0011 模式设置为SRC32 禁止中断和快速中断*/
    msr	cpsr, r0

此处就是arm执行的第二条语句，将arm设置为 src模式，并禁止了中断以及快速中断。可以查看s3c6410数据手册，查看 cpsr寄存器的作用


下面开始初始化cpu了，这部分是关于协处理器的，我也不是很懂，想具体了解的人，可以去看协处理器手册

*************************************************************************
*
* CPU_init_critical registers
*
* setup important registers
* setup memory timing
*
*************************************************************************
*/
/*
* we do sys-critical inits only at reboot,
* not when booting from ram!
*/
cpu_init_crit:
/*
* When booting from NAND - it has definitely been a reset, so, no need
* to flush caches and disable the MMU
*/
#ifndef CONFIG_NAND_SPL
/*
* flush v4 I/D caches
*/
mov	r0, #0
mcr	p15, 0, r0, c7, c7, 0	/* flush v3/v4 cache */
mcr	p15, 0, r0, c8, c7, 0	/* flush v4 TLB */


/*
* disable MMU stuff and caches
*/
mrc	p15, 0, r0, c1, c0, 0
bic	r0, r0, #0x00002300	@ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)
bic	r0, r0, #0x00000087	@ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)
orr	r0, r0, #0x00000002	@ set bit 2 (A) Align
orr	r0, r0, #0x00001000	@ set bit 12 (I) I-Cache
/* Prepare to disable the MMU */
adr	r1, mmu_disable_phys
/* We presume we're within the first 1024 bytes */
and	r1, r1, #0x3fc
ldr	r2, _TEXT_PHY_BASE
ldr	r3, =0xfff00000
and	r2, r2, r3
orr	r2, r2, r1
b	mmu_disable


.align 5
/* Run in a single cache-line */
mmu_disable:
mcr	p15, 0, r0, c1, c0, 0	/* 禁止MMU就是这一句了，没必要判断那么多，其实只要把这句话移到上面，直接禁止了就好了。反正现在就是要关掉对吧 */
nop
nop
mov	pc, r2
#endif


/* 设置MMC映射地址，如果MMU开启，那么地址将被映射到0x70000000起始位置 0x13 为256MB 查看arm1176jzfs */
mmu_disable_phys:
/* Peri port setup */
ldr	r0, =0x70000000
orr	r0, r0, #0x13
mcr	p15,0,r0,c15,c2,4 @ 256M (0x70000000 - 0x7fffffff)
这里就是根据你的外部的内存大小来设置的，我这里是256MB，所以设置为0x13具体的数值根据arm1176jzfs手册可以查看到，s3c6410的核心就是arm1176


下面这个就相对来说比较重要了，很比较复杂。我这里就先留个脚印，回头下一篇细细的分析
/*
* Go setup Memory and board specific bits prior to relocation.
*/
bl	lowlevel_init	 /* go setup pll,mux,memory */
注释也说了，是初始化 pll mux memory 之类的，对于cpu的工作频率就是在这里设置的
继续分析
after_copy:	/* 注意这里噢。。有个after_copy，移植篇的时候，会在这里加上适当的代码 */
#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
enable_mmu:
/* enable domain access */
ldr	r5, =0x0000ffff
mcr	p15, 0, r5, c3, c0, 0	/* load domain access register */


/* Set the TTB register */
ldr	r0, _mmu_table_base
ldr	r1, =CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE
ldr	r2, =0xfff00000
bic	r0, r0, r2
orr	r1, r0, r1
mcr	p15, 0, r1, c2, c0, 0


/* Enable the MMU */
mrc	p15, 0, r0, c1, c0, 0
orr	r0, r0, #1	 /* Set CR_M to enable MMU */


/* Prepare to enable the MMU */
adr	r1, skip_hw_init
and	r1, r1, #0x3fc
ldr	r2, _TEXT_BASE
ldr	r3, =0xfff00000
and	r2, r2, r3
orr	r2, r2, r1
b	mmu_enable


.align 5
/* Run in a single cache-line */
mmu_enable:


mcr	p15, 0, r0, c1, c0, 0
nop
nop
mov	pc, r2
#endif

这段代码主要是是否启动mmu的，一般都不开启，直接跳过就好了。
Ps:看到那个 after_copy了没？之前分析的时候，没说过要copy对不对？很奇怪吧。。。其实不然，看了下面的代码，你会发现，下面就剩下设置栈，clear bss以及启动第二阶段的部分了
也就是说，uboot 如果是从nand启动的，那么选择的pc指针还在 stepping stone内，而该区域只有4K的大小，有点小了。。。而对于nor flash启动的，以及其它media都有类似的问题，
不是速度慢就是没法直接执行代码，都需要将代码拷贝到ram中去。
移植的一个问题就出来了，在这里 添加拷贝代码。。

skip_hw_init:
/* Set up the stack	 */
stack_setup:
ldr	r0, =CONFIG_SYS_UBOOT_BASE	/* base of copy in DRAM	 */
sub	r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN	/* malloc area */
sub	r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo */
sub	sp, r0, #12	 /* leave 3 words for abort-stack */

这一部分是设置栈，而栈设置的位置在哪呢？ CONFIG_SYS_UBOOT_BASE 在 include/configs/xxx.h中定义，此处我的是 s3c6400.h 打开该文件，还是别关了，经常要看这个里面是不是定义了什么宏的

/* NAND U-Boot load and start address */
#define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE	 0x50000000
#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE	CONFIG_SYS_SDRAM_BASE
#define CONFIG_SYS_UBOOT_BASE	 (CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE + 0x07e00000)

最终这个 CONFIG_SYS_UBOOT_BASE = 0x50000000 + 0x07e00000 为什么后面要加上0x07e00000（126MB） 其实uboot在将自己拷贝到内存中的时候，会放到内存最大值往下2MB的位置，这里呢，uboot
默认就以为自己是128MB了。往下就是126MB的位置了，该值可以根据实际情况而改变，一般不改也没事的

#define CONFIG_ENV_SIZE	 0x4000	/* Total Size of Environment Sector */
#define CONFIG_SYS_MALLOC_LEN	 (CONFIG_ENV_SIZE + 1024 * 1024)
CONFIG_SYS_MALLOC_LEN = 0x4000 + 1024*1024
#define CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE	128	/* size in bytes for initial data */

最终 sp = 0x50000000 + 0x07e00000 - (0x4000 + 1024*1024) - 128 - 12

clear_bss:
ldr	r0, _bss_start	 /* find start of bss segment */
ldr	r1, _bss_end	 /* stop here */
mov r2, #0	 /* clear */


clbss_l:
str	r2, [r0]	 /* clear loop... */
add	r0, r0, #4
cmp	r0, r1
ble	clbss_l

这一段就是 clear_bss 固定清为0 由此可知bss也不是天生就是0，也是人为的原因

#ifndef CONFIG_NAND_SPL
ldr	pc, _start_armboot


_start_armboot:
.word start_armboot
#else
b	nand_boot
/*	.word nand_boot*/
#endif

进入最后一部分，就是一个 ldr pc,_start_armboot 这个地址最终会保存 start_armboot,启动第二阶段


finish.
thanks a lot.