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16.U-boot的工作流程分析-2440

时间:2016-02-14 10:22:16      阅读:322      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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16.U-boot的工作流程分析-2440

分析的流程:

  1. 程序入口
  2. 第一阶段程序分析
  3. 第二阶段程序分析

2440开发板:

1.uboot的入口:

要看uboot工程的入口,首先打开顶层目录的Makefile:

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Uboot所支持的开发板,在顶层的Makefile中都会有一个配置选项。比如2440,在Makefile中的配置选项是smdk2440_config:在vim的命令模式按下/,然后输入smdk6410_config回车会定位到这里:

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这是Makefile里的一个目标。这是来配置2440开发板的。看到上图第二行的smdk2440,这个参数决定了开发板的名称。这个名称是有作用的。接下来看看他的作用。

首先是找一下目录:

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可以看到这里有很多smdk的子目录,也包括smdk2440,这两个是对应的。该目录存放的就是2440开发板相关的文件。里面有一个叫uboot.lds的文件,前面知道lds文件是连接器脚本。Uboot的整个过程的链接,是通过该脚本来链接控制的。打开该链接器脚本:

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")

OUTPUT_ARCH(arm)

ENTRY(_start)

SECTIONS

{

????. = 0x00000000;

????. = ALIGN(4);

????.text :

????{

???? cpu/s3c24xx/start.o????(.text) //1可以看到位于代码段前端的文件是start.o,对应的是一个汇编文件。这个汇编文件会最先被运行。但是这个汇编代码里最先执行的代码是哪些呢?

???? cpu/s3c24xx/s3c2440/cpu_init.o????(.text)

???? *(.text)

????}

????. = ALIGN(4);

????.rodata : { *(.rodata) }

????. = ALIGN(4);

????.data : { *(.data) }

????. = ALIGN(4);

????.got : { *(.got) }

?

????. = .;

????__u_boot_cmd_start = .;

????.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }

????__u_boot_cmd_end = .;

?

????. = ALIGN(4);

????.mmudata : { *(.mmudata) }

?

????. = ALIGN(4);

????__bss_start = .;

????.bss : { *(.bss) }

????_end = .;

}

首先是找到该文件:

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上面u-boot-lds文件里,在sections的标识之上,有一行:ENTRY(_start)是整个程序的入口。所以就找找start.S文件里有没_start这个标识呢?一搜会马上看到该标号:

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到这里,看到这个_start才是整个uboot工程的入口。

?

接下来是第一阶段的代码:

在Linux里,打开上一节创建好的,Source Insight里的uboot工程:

然后找到smdk2440的start.S:

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接下来看uboot做了什么事,主要是通过注释来分析:

开发板一上电,它会跳转到start.S的中断向量表的开始处执行:

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从它的注释:

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所以1,:知道上电后是跳到中断向量表来执行。执行的第一条指令是b start_code。

Start_code的实在start.S的下面定义的:

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从注释知道,这是actual start code。进入之后,set the cpu to svc32 mode,设置cpu为SVC模式。

接着执行的代码是:

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3.刷新I/D caches。

4.然后是关闭MMU和cache:

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后加

关闭系统时钟,在lowlevel _init函数里bl system_clock_init函数。进入该函数:

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可以看到2440是在初始化系统时钟里关闭看门狗。

下面还有屏蔽中断的操作:

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?

后加

5.接着是运行的是一个函数:看看是定义在那个文件的。

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点击:技术分享,然后在Symbol里输入:lowlevel_init:

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会看到出现很多,然后在下面可以看到它们各自的目录。其实每一个开发板都对应一个lowlevel_init.S:

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进入该文件:

5看到系统进入该文件做的第一件事是:初始化系统时钟:

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6.接着初始化串口:

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7.对nand进行简单初始化:

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8.接下来的代码很重要:

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由前面的学习知道,当我们开发一个uboot在开发阶段,就是在调试uboot的时候,不用烧到NandFlash去运行,可以下载到内存里面去调试运行。这时候就不需要代码搬移bl0,bl1,bl2的过程。就不需要进行拷贝工作了。所以上面的代码就是判断,判断uboot代码是在内存运行,还是在NandFlash运行。如果没有运行在内存当中,就是从NandFlash启动。就需要对内存进行初始化,就是跳转到mem_con_init处执行,进行内存初始化。执行完内存初始化之后就要返回了。

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返回到:

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接着往下执行:

9.判断是NandFlash启动还是Nor Flash启动:

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如果是NandFlash启动这是执行下面的:把代码从NandFlash拷贝到内存去。

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NorFlash这执行下面,把代码从NorFlash拷贝到内存。

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这里讲NandFlash启动,所以跳转到nand_copy:

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?

10,接着是设置堆栈:

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11.接着清除BSS段:

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?

到这里第二阶段的代码就执行完了。

三:

执行完上面,程序跳转到_start_armboot处执行:

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上面的代码,通过伪指令ldr把_start_armboot的值装入pc指针,程序就会跳转到_start_armboot处执行。而此处的地址是start_armboot的地址。就是,程序会跳转到start_armboot函数处执行。就是把我们的pc指针跳转到内存去执行了

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下面看看start_armboot的地址是不是在内存中。

配置uboot:make smdk2440_config,然后执行make。

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然后看到生成的文件:

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其中,u-boot是elf文件,u-boot.bin是二进制文件。

接下来对u-boot的elf文件,进行反汇编,看看start_armboot函数的地址:

arm-linux-objdump -D -S u-boot >dump

查看:

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看到函数的其实地址30009100的地址是在内存里的。所以start.S里的:

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实现了从垫脚石跳转到内存。但是,此时会发现在这里的起始地址被变为了30008000:

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在第一阶段里,不是说启动地址是在0吗?为什么这里是30008000呢?还有就是为什么是这个地址。

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前面的学习知道,当去链接一个程序的时候,程序由多个文件构成,起始地址是由链接器脚本决定的。在/home/samba/uboot/Uboot/2440/uboot/board/samsung/smdk2440里的u-boot.lds:

起始地址是0:

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这里是0,为什么那里会是30008000呢?我们回到uboot的顶层目录,打开config.mk:

搜索text_base:

找到:

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在这里-T $(LDSCRIPT)就是定义使用链接器脚本。后面的-Ttext 是制定代码段的基地址的。$(TEXT_BASE)。这里有两个起始地址,然而程序运行的时候以后面的TEXT_BASE的地址为准。它会覆盖掉LDSCRIPT这个地址。

?

TEXT_BASE是在board/Samsung/smdk2440/config.mk里定义的。最后一行:

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接下来就是测试验证一下,把他修改为30005000。然后程序编译:

Make smdk2440_config->make:

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反汇编:

arm-linux-objdump -D -S u-boot >dump

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上面的起始地址变了,刚才制定的。

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?

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?

?

?

那起始地址为什么不是0呢?下图:

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从上图可以看到,ldr PC,=start_armboot的跳转,把地址从垫脚石跳转到内存里。在前面的代码里,有用到b reset等跳转指令,为什么这不会跳转到内存去执行,而是还在垫脚石里呢?

例如:

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上面的跳转,bl lowlevel_init的跳转地址:

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为什么PC指针还是在垫脚石中呢?

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这就得讲两个词了。绝对跳转和相对跳转

B和bl是相对跳转。

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?

?

?

?

Ldr伪指令是绝对跳转:

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第三阶段:

是从此函数Start_armboot进入的。主要完成的硬件和软件的初始化,只是一些基础的初始化。

该函数里有一个for循环:

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在for里首先是让一个指针数组,把里面的函数指针依次调用一次,if里的判断语句就是函数指针。那么指针数组里有哪些函数指针呢。

?

指针数组:

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可以看到里面都是函数指针。这里软件的初始化就不看了,我们只看硬件的初始化。在这些函数指针里,硬件初始化的有串口初始化。Serial_init。接着是lcd的初始化:

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初始化网卡:

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初始化led:

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接着进入一个主循环:

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执行用户输入的命令。例如tftp命令。这里是一个死循环。老是等待执行用户继续输入命令。在第一个阶段,每个开发板可能有不同的地方,但是在这个地方都是一样的。就是,在第二阶段都是跳到start_armboot处执行代码。2440的第一阶段是在start.S的b reset开始。

16.U-boot的工作流程分析-2440

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原文地址:http://www.cnblogs.com/FORFISH/p/5188716.html

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