s3c2410 u-boot源码分析start.S

http://blogold.chinaunix.net/u3/93782/showart.php?id=2067190

根据board/samsumg/smdk2410下的u-boot.lds这个链接脚本知道u-boot启动的第一阶段函数是在cpu/arm920t/start.S。完成的功能主要包括

1：cpu自身的初始化：包括MMU,catch,时钟系统，SDRAM控制系统的初始话。

2：重定位：把自己从flash中搬到SDRAM 中

3：分配堆栈空间，设置堆栈指针

4：清零BSS数据段

5：跳转到第二阶段入口函数。

具体分析如下：

.globl _start

@设置异常向量表，其中_start是GNU 汇编的默认入口标签。注意ldr r0,0x1234是把0X1234中的内容写到R0中，ldr r0,=0x1234,是将1234这个值写到R0中，以及ADR 是用来加载地址。
_start: b       start_code 
        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

@.word为GUN 汇编分配一段字内存单元，下面几句话相当于是C语言中的变量名和变量值。
_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

@全局符号定义

_TEXT_BASE:
        .word   TEXT_BASE@在board/samsumg/smdk2410中定义为3ff80000..即UBOOT映像文件所在地址
.globl _armboot_start
_armboot_start:
        .word _start
@下面主要在u-boot.lds链接脚本中定义
.globl _bss_start
_bss_start:
        .word __bss_start

.globl _bss_end
_bss_end:
        .word _end

@下面主要为start_code 的实现

start_code:
        @设置当前状态为SVC32模式
        mrs     r0,cpsr   
        bic     r0,r0,#0x1f   @相应位置清零
        orr     r0,r0,#0xd3  @相应位置1,同时关闭IRQ，FIQ。
        msr     cpsr,r0   

@关闭看门狗，关中断，设置时钟分频控制寄存器。pWTCON是看门狗控制寄存器，INTMSK是中断屏蔽寄存器，INTSUBMSK是中断子屏蔽寄存器，CLKDIVN是clock divisor register，用来设置FCLK，HCLK，PCLK三者的比例。

         #if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)
        /* turn off the watchdog */

# if defined(CONFIG_S3C2400)
#  define pWTCON                0x15300000
#  define INTMSK                0x14400008      /* Interupt-Controller base addresses */
#  define CLKDIVN       0x14800014      /* clock divisor register */
#else
#  define pWTCON                0x53000000
#  define INTMSK                0x4A000008      /* Interupt-Controller base addresses */
#  define INTSUBMSK     0x4A00001C
#  define CLKDIVN       0x4C000014      /* clock divisor register */
# endif
       @关看门狗
        ldr     r0, =pWTCON
        mov     r1, #0x0
        str     r1, [r0]

         @关闭主中断屏蔽寄存器
         mov     r1, #0xffffffff
        ldr     r0, =INTMSK
        str     r1, [r0]
       # if defined(CONFIG_S3C2410)

      @关闭副中断屏蔽寄存器

        ldr     r1, =0x3ff
        ldr     r0, =INTSUBMSK
        str     r1, [r0]
# endif

     @设置时钟分频控制寄存器。
 /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */FCLK为核心提供时钟，HCLK为AHB（ARM920T,内存控制器，中断控制器，LCD控制器，DMA和主USB模块）提供时钟，PCLK为APB（看门狗、IIS、I2C、PWM、MMC、ADC、UART、GPIO、RTC、SPI）提供时钟
        /* default FCLK is 120 MHz ! */

        ldr     r0, =CLKDIVN
        mov     r1, #3
        str     r1, [r0]
#endif  /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 */

@执行CPU初始话。

176 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
178       bl      cpu_init_crit @如果没有定义CONFIG_SKIP_LOELEVEL_INIT,则执行cpu_init_crit.见236-268下。
179  #endif

@重新定位u-boot到SDRAM中

#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
181 relocate:                               /* relocate U-Boot to RAM           */
182         adr     r0, _start             @通过adr指令得到当前代码的地址信息：如果U-boot是从RAM开始运行，则从adr,r0,_start得到的地址信息为r0=_start=_TEXT_BASE=TEXT_BASE=0x3ff80000;如果U-boot从Flash开始运行，即从处理器对应的地址运行，则r0=0x0000,这时将会执行copy_loop标识的那段代码了
183         ldr     r1, _TEXT_BASE          /* test if we run from flash or RAM */
184         cmp     r0, r1                  /* don't reloc during debug         */
185         beq     stack_setup   @如果r0等于r1，跳过重定位代码。
186
187         ldr     r2, _armboot_start@_start的内容写入r2
188         ldr     r3, _bss_start  @_bss_start的内容写入r3
189         sub     r2, r3, r2          @计算armboot所占字节大小
190         add     r2, r0, r2             @armboot结束地址
191 @实现从flash中拷贝到_TEXT_BASE（0x3ff80000）所在的地址中去。
192 copy_loop:
193         ldmia   r0!, {r3-r10}           /* copy from source address [r0]    */
194         stmia   r1!, {r3-r10}           /* copy to   target address [r1]    */
195         cmp     r0, r2                  /* until source end addreee [r2]    */
196         ble     copy_loop
197 #endif  /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
198
199   @初始化堆栈                                                */
200 stack_setup:
201         ldr     r0, _TEXT_BASE      @3ff80000 
202         sub     r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN  @ 向下内存分配，为malloc预留分配空间
203         sub     r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE@ 全局数据结构空间
204 #ifdef CONFIG_USE_IRQ
205         sub     r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)@ 为IRQ，FIQ分配空间
206 #endif
207         sub     sp, r0, #12           @为abort异常预留12字节的空间，并将当前的地址赋给sp，这样就为内存栈设置好了，之后如果在u-boot中运行程序时需要使用栈的时候就从这里开始。
208 @清空数据段
209 clear_bss:
210         ldr     r0, _bss_start          /* find start of bss segment        */
211         ldr     r1, _bss_end            /* stop here                        */
212         mov     r2, #0x00000000         /* clear                            */
213
214 clbss_l:str     r2, [r0]                /* clear loop...                    */
215         add     r0, r0, #4
216         cmp     r0, r1
217         ble     clbss_l
219         ldr     pc, _start_armboot@跳转到_start_armboot，也就是函数 start_armboot，此函数存放在u-boot-2009.03/lib_arm/board.c，这样就到了u-boot的第二阶段了。
220
221 _start_armboot: .word start_armboot

@执行cpu_init_crit.

236 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
237 cpu_init_crit:
238         /*
239          * flush v4 I/D caches
240          */
241         mov     r0, #0
242         mcr     p15, 0, r0, c7, c7, 0   @使Icaches和Dcaches无效
243         mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @使TLB失效
244
245      关闭mmu和cache，这里249行，将13，9，8bit清零(13—异常向量表基地址:0x0， 9—DisableSystem Protection, 8—Disable ROM Protection），250行，将7,2,1,0bit清零(7—为0的时候表示小端字节序，2-- Data Cache Disabled，1-- Alignment Fault checkingdisabled，0—为0的话MMU disabled)，251行，将bit 1 设置为1表示Fault checkingenabled，252行，将bit 12设置为1表示使能 I-Cache。

@MRC指令的格式为：
@MRC{条件} 协处理器编码，协处理器操作码1，目的寄存器，源寄存器1，源寄存器2，协处理器操作码2。
@MRC指令用于将协处理器寄存器中的数据传送到ARM处理器寄存器中,若协处理器不能成功完成操作，则产生未定义指令异常。其中协处理器操作码1和协处理器操作码2为协处理器将要执行的操作，目的寄存器为ARM处理器的寄存器，源寄存器1和源寄存器2均为协处理器的寄存器。  指令示例： MRC  P3，3，R0，C4，C5，6    ；该指令将协处理器P3的寄存器中的数据传送到ARM处理器寄存器中。

248         mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0
249         bic    r0, r0, #0x00002300     @ clearbits 13, 9:8 (--V- --RS)
250         bic    r0, r0, #0x00000087     @ clearbits 7, 2:0 (B--- -CAM)
251         orr    r0, r0, #0x00000002     @ set bit2 (A) Align
252         orr    r0, r0, #0x00001000     @ set bit12 (I) I-Cache
253         mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0
254       

260         mov     ip, lr @保存当前链接寄存器中的值
261
262         bl      lowlevel_init @ @u-boot-2009.03/board/samsung/smdk2410/lowlevel_init.S ，主要是初始话存储控制器件，共13个。只需要设置BWSCON和BANKCONx（x为0-5），而BANK6,BANK7接SDRAM，除了设置BWSCON和BANKCONx（x为6，7），还需要设置其他四个寄存器，而这13个寄存器的地址是连续的，BWSCON是第一个寄存器
263
264         mov     lr, ip
265         mov     pc, lr @返回执行relocate。

266 #endif /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */

@以下就是各种中断的处理。

 @.macro伪操作符标识宏定义的开始，.endm标识宏定义的结束。二者包含的一段代码，称为宏定义体，这样在程序中就可通过宏指令多次调用该代码段。格式：
.macro macroname {parameter{,parameter}...}
  ...
 .endm
宏的参数可直接使用斜线“\字符”来引用，如下“\reg”所示。

  @略过     

这里重声一下ldr和b的区别：

b跳转指令是个相对跳转指令直接向PC寄存器赋值，依赖当前PC的值，这使得B指令不依赖代码存储的位置，被称为位置无关码

ldr是从内存中的某个位置读出数据，并给PC赋值这个位置的地址是当前PC寄存器的值加上偏移值。