程序员的圣诞节

时间：2014-12-25 22:06:43 阅读：192 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

标签：

u-boot-2014.10代码分析及移植说明

鉴于没有妹纸可以陪，那就找件事打发时间吧，写到哪算哪。

2014.10与2013.07的版本相比，代码上并没有跨越式的改变，但是编译方式上，却有了极大的改变，一种更为优越的编译体系Kbuild&Kconfig System终于被引入了u-boot中。

Kbuild全称是the Linux Kernel Build System，它是从linux 2.6开始引入内核的，而Kconfig即Kernel config其实算是该体系的一部分。无论在该体系引入前还是引入后，内核编译根本上所使用的一直都是GNU make那一套，即使用Makefile及其对应规则来进行编译链接。然而，linux是一个多平台的系统，其支持多种架构以及各种设备驱动，这也就意味着，它的源码是它所有支持的架构以及驱动的一个集合，我们必须针对我们自己的系统进行裁剪，即有选择性的编译。如果没有kbuild体系，我们就需要面对浩如烟海的Makefile文件，针对每一个需要或者不需要编译的文件进行对应的修改，尤其对于一些牵一发而动全身的配置，更显得麻烦。而Kbuild体系则很好的解决了这一问题，它不仅事实上简化了makefile文件，同时也简化了维护的工作。Kbuild相当于是构建在Makefile上的一个抽象层。我们只需要在代码新添加时对Kconfig及Makefile进行一次修改，之后我们的维护工作就只是通过make *config来进选择而已。另外，还需要提及的一点是，对于编译过程，Kbuild能够展示出一个很清晰的依赖关系，更方便我们的维护。

基于以上这些优点，u-boot在2002年即有人建议将其引入主线，而直到2013.10，才开始引入Kbuild，而一直到2014.10，该体系才算完整的引入主线，如今，u-boot也可以如内核一般通过make *config来方便的进行配置。

以上是编译方面的新变化，接下来以armv7架构为例逐步分析代码，该代码是直接从官网新鲜下载的，所以，也许又tm有变化。

依照往常的规矩，我们可以打开arch/arm/cpu/armv7/start.S，该文件中包含着整个程序的入口

 1 /*
 2  * armboot - Startup Code for OMAP3530/ARM Cortex CPU-core
 3  *
 4  * Copyright (c) 2004    Texas Instruments <r-woodruff2@ti.com>
 5  *
 6  * Copyright (c) 2001    Marius Gr枚ger <mag@sysgo.de>
 7  * Copyright (c) 2002    Alex Z眉pke <azu@sysgo.de>
 8  * Copyright (c) 2002    Gary Jennejohn <garyj@denx.de>
 9  * Copyright (c) 2003    Richard Woodruff <r-woodruff2@ti.com>
10  * Copyright (c) 2003    Kshitij <kshitij@ti.com>
11  * Copyright (c) 2006-2008 Syed Mohammed Khasim <x0khasim@ti.com>
12  *
13  * SPDX-License-Identifier:    GPL-2.0+
14  */
15 
16 #include <asm-offsets.h>
17 #include <config.h>
18 #include <version.h>
19 #include <asm/system.h>
20 #include <linux/linkage.h>
21 
22 /*************************************************************************
23  *
24  * Startup Code (reset vector)
25  *
26  * do important init only if we don‘t start from memory!
27  * setup Memory and board specific bits prior to relocation.
28  * relocate armboot to ram
29  * setup stack
30  *
31  *************************************************************************/
32 
33     .globl    reset
34 
35 reset:
36     bl    save_boot_params

我们顺利找到了复位入口--reset，但是前面直接就是文件头和注释是怎么回事？-----特么的异常向量表呢？！

此时，只能从链接脚本中寻找答案了，打开arch/arm/cpu/u-boot.lds ，

 1 #include <config.h>
 2 OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
 3 OUTPUT_ARCH(arm)
 4 ENTRY(_start)
 5 SECTIONS
 6 {
 7     . = 0x00000000;
 8     . = ALIGN(4);
 9     .text :
10     {
11         *(.__image_copy_start)
12         *(.vectors)
13         CPUDIR/start.o (.text*)
14         *(.text*)
15     }

在start.o之前有个.vectors段，于是顺藤摸瓜，找到arch/arm/vector.S

 1 /*
 2  *  vectors - Generic ARM exception table code
 3  *
 4  *  Copyright (c) 1998    Dan Malek <dmalek@jlc.net>
 5  *  Copyright (c) 1999    Magnus Damm <kieraypc01.p.y.kie.era.ericsson.se>
 6  *  Copyright (c) 2000    Wolfgang Denk <wd@denx.de>
 7  *  Copyright (c) 2001    Alex Z眉pke <azu@sysgo.de>
 8  *  Copyright (c) 2001    Marius Gr枚ger <mag@sysgo.de>
 9  *  Copyright (c) 2002    Alex Z眉pke <azu@sysgo.de>
10  *  Copyright (c) 2002    Gary Jennejohn <garyj@denx.de>
11  *  Copyright (c) 2002    Kyle Harris <kharris@nexus-tech.net>
12  *
13  * SPDX-License-Identifier:    GPL-2.0+
14  */
15 
16 #include <config.h>
17 
18 /*
19  *************************************************************************
20  *
21  * Symbol _start is referenced elsewhere, so make it global
22  *
23  *************************************************************************
24  */
25 
26 .globl _start
27 
28 /*
29  *************************************************************************
30  *
31  * Vectors have their own section so linker script can map them easily
32  *
33  *************************************************************************
34  */
35 
36     .section ".vectors", "x"
37 
38 /*
39  *************************************************************************
40  *
41  * Exception vectors as described in ARM reference manuals
42  *
43  * Uses indirect branch to allow reaching handlers anywhere in memory.
44  *
45  *************************************************************************
46  */
47 
48 _start:
49 
50 #ifdef CONFIG_SYS_DV_NOR_BOOT_CFG
51     .word    CONFIG_SYS_DV_NOR_BOOT_CFG
52 #endif
53 
54     b    reset
55     ldr    pc, _undefined_instruction
56     ldr    pc, _software_interrupt
57     ldr    pc, _prefetch_abort
58     ldr    pc, _data_abort
59     ldr    pc, _not_used
60     ldr    pc, _irq
61     ldr    pc, _fiq

通过文件头的 .section ".vectors" 可以确定，这就是我们所需要的异常向量表，而其中全局变量_start便是整个程序的真正起点。至于这样做的原因，大概是在于，所有ARM架构的芯片，异常向量表的位置及结构是万年不易的，是可以复用的代码，因此从start.S中提出来了。
回到start.s，

 1     /*
 2      * disable interrupts (FIQ and IRQ), also set the cpu to SVC32 mode,
 3      * except if in HYP mode already
 4      */
 5     mrs    r0, cpsr
 6     and    r1, r0, #0x1f        @ mask mode bits
 7     teq    r1, #0x1a        @ test for HYP mode
 8     bicne    r0, r0, #0x1f        @ clear all mode bits
 9     orrne    r0, r0, #0x13        @ set SVC mode
10     orr    r0, r0, #0xc0        @ disable FIQ and IRQ
11     msr    cpsr,r0

注释已经很完善，关闭中断（FIQ和IRQ，说起来FIQ现在几乎无用了啊！），进入强大（伪）的特权模式--SVC模式

 1 /*
 2  * Setup vector:
 3  * (OMAP4 spl TEXT_BASE is not 32 byte aligned.
 4  * Continue to use ROM code vector only in OMAP4 spl)
 5  */
 6 #if !(defined(CONFIG_OMAP44XX) && defined(CONFIG_SPL_BUILD))
 7     /* Set V=0 in CP15 SCTRL register - for VBAR to point to vector */
 8     mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 0    @ Read CP15 SCTRL Register
 9     bic    r0, #CR_V        @ V = 0
10     mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 0    @ Write CP15 SCTRL Register
11 
12     /* Set vector address in CP15 VBAR register */
13     ldr    r0, =_start
14     mcr    p15, 0, r0, c12, c0, 0    @Set VBAR
15 #endif

配置异常向量表基址，及将_start的地址值写入VBAR寄存器

1     /* the mask ROM code should have PLL and others stable */
2 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
3     bl    cpu_init_cp15
4     bl    cpu_init_crit
5 #endif

所谓lowlevel init，涉及的是CPU的初始化以及芯片内PLL/CRPM/DDR等的初始化
至于cpu_init_cp15，这是针对cache以及mmu的一系列无效及关闭操作，属于无需更改的代码。
而cpu_init_crit才是主要的lowlevel init。

 1 /*************************************************************************
 2  *
 3  * CPU_init_critical registers
 4  *
 5  * setup important registers
 6  * setup memory timing
 7  *
 8  *************************************************************************/
 9 ENTRY(cpu_init_crit)
10     /*
11      * Jump to board specific initialization...
12      * The Mask ROM will have already initialized
13      * basic memory. Go here to bump up clock rate and handle
14      * wake up conditions.
15      */
16     b    lowlevel_init        @ go setup pll,mux,memory
17 ENDPROC(cpu_init_crit)

该函数，调用了lowlevel_init，
依照惯例，我们打开arch/arm/cpu/armv7/lowlevel_init.S

 1 #include <asm-offsets.h>
 2 #include <config.h>
 3 #include <linux/linkage.h>
 4 
 5 ENTRY(lowlevel_init)
 6     /*
 7      * Setup a temporary stack
 8      */
 9     ldr    sp, =CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR
10     bic    sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
11 #ifdef CONFIG_SPL_BUILD
12     ldr    r9, =gdata
13 #else
14     sub    sp, sp, #GD_SIZE
15     bic    sp, sp, #7
16     mov    r9, sp
17 #endif
18     /*
19      * Save the old lr(passed in ip) and the current lr to stack
20      */
21     push    {ip, lr}
22 
23     /*
24      * go setup pll, mux, memory
25      */
26     bl    s_init
27     pop    {ip, pc}
28 ENDPROC(lowlevel_init)

这其中无非就是指定了一个临时的栈地址，用于接下来真正的初始化中使用，即s_init，s_init是需要是针对具体芯片或者单板的初始化，因此是需要自己实现的，通常以C代码来实现，其中最重要的是初始化pll、crpm以及ddr。
该函数当然也可以自己实现，但是实际上个人觉得殊无必要，因为本来也就没几行代码。
接下来就是start.S的最后一句了

1     bl    _main

看看十一点多了，总算把平安夜打发了，就此打住了

程序员的圣诞节

标签：

原文地址：http://www.cnblogs.com/iambobor/p/4185589.html

踩

(0)

评论一句话评论（0）

分享档案

更多>

2021年07月29日 (22)
2021年07月28日 (40)
2021年07月27日 (32)
2021年07月26日 (79)
2021年07月23日 (29)
2021年07月22日 (30)
2021年07月21日 (42)
2021年07月20日 (16)
2021年07月19日 (90)
2021年07月16日 (35)

周排行