概述
重定位(relocate)代码将BootLoader自身由Flash复制到SDRAM,以便跳转到SDRAM执行。之所以需要进行重定位是因为在Flash中执行速度比较慢,而系统复位后总是从0x00000000地址取指。
重定位代码,位于/U-Boot/cpu/s3c44b0/start.S :
relocate: /* relocate U-Boot to RAM */
adr r0, _start /* r0 <- current position of code */
ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */
cmp r0, r1 /* don't reloc during debug */
beq stack_setup
ldr r2, _armboot_start
ldr r3, _bss_start
sub r2, r3, r2 /* r2 <- size of armboot */
add r2, r0, r2 /* r2 <- source end address */
copy_loop:
ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */
stmia r1!, {r3-r10} /* copy to target address [r1] */
cmp r0, r2 /* until source end address [r2] */
ble copy_loop
以上代码首先判断是否需要进行重定位,如果需要的话首先确定复制的源基址、源大小和目标基址,然后以r3 ~ r13为媒介,将BootLoader复制到SDRAM中。
分析
copy_loop很容易理解,这里主要分析relocate处的前两条指令:
1. adr r0, _start
adr是一条伪指令,汇编器总是试图为它产生add/sub这样的指令,(在这里)以pc为基址装载目标寄存器。以下是arm-elf-objdump产生的反汇编代码:
c700048: e24f0050 sub r0, pc, #80 ; 0x50
e24f0050是指令对应的机器码,c700048是存放该机器码的地址(十六进制表示)。这个地址是怎么来的呢?在/U-Boot/config.mk中有问题的答案:
LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS)
上面的宏指定连接时的命令行参数,-Ttext设定了.text段的地址,而TEXT_BASE在/U-Boot/board/.../config.mk中定义为0x0C700000。这些信息最后都以硬编码的方式记录在程序映像文件中,程序的入口_start = TEXT_BASE = 0x0C700000 :
Disassembly of section .text:
0c700000 <_start>:
c700000: ea00000a b c700030 <reset>
...
但是,程序映像是烧写到Flash中并开始执行的,而Flash的地址从0x00000000开始。于是,程序映像的第一条指令对齐到0x00000000处。相应的,这条adr指令的地址应对齐到0x00000048处,执行后r0等于0。
2. ldr r1, _TEXT_BASE
以下是arm-elf-objdump产生的反汇编代码:
c70004c: e51f1034 ldr r1, [pc, #-52] ; c700020 <_TEXT_BASE>
由此可见,这里的ldr并不是简单的将_TEXT_BASE地址处的4字节装载到r1,而同样是以pc为基址计算得到源地址的。这里的pc = 0x4c + 8 = 0x54,于是该指令把0x54 – 52 = 0x20处的4字节(即TEXT_BASE,亦即0x0C700000)装载到r1。
3. 源大小的确定
通过上面的分析,我们已经有了一个概念:程序的实际执行地址与连接时指定的加载地址可能是不一样的。我们已经得到BootLoader代码开始的运行时开始地址,存放于r0,还需要计算它的运行时结束地址。运行时结束地址 = 运行时开始地址 + 代码段大小。代码段大小由.bss段的期望开始地址 - .text段的期望开始地址获得。
小结
通过连接时的-Ttext选项,将.text段的地址硬编码到程序映像中。虽然程序映像在Flash中执行,其实际执行地址与期望执行地址不一致,但在relocate之前,通过以pc为基址进行相对寻址,使得这些代码的执行与其实际装载的地址无关。
转自:http://hi.baidu.com/chyankui/blog/item/903f582ebf91c5301f308981.html