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 AM335x uboot spl分析
AM335x uboot spl分析

芯片到uboot启动流程
 ROM → SPL→ uboot.img

简介
 在335x 中ROM code是第一级的bootlader。mpu上电后将会自动执行这里的代码，完成部分初始化和引导第二级的bootlader，第二级的bootlader引导第三级bootader，在ti官方上对于第二级和第三级的bootlader由uboot提供。

SPL
 To unify all existing implementations for a secondary program loader (SPL) and to allow simply adding of new implementations this generic SPL framework has been created. With this framework almost all source files for a board can be reused. No code duplication or symlinking is necessary anymore.
 1>   Basic ARM initialization
 2>   UART console initialization
 3>   Clocks and DPLL locking (minimal) 
 4>   SDRAM initialization
 5>   Mux (minimal) 
 6>   BootDevice initialization(based on where we are booting from.MMC1/MMC2/Nand/Onenand) 
 7>   Bootloading real u-boot from the BootDevice and passing control to it. 
  
uboot spl源代码分析
 
一、makefile分析
 打开spl文件夹只有一个makefile 可见spl都是复用uboot原先的代码。
 主要涉及的代码文件为u-boot-2011.09-psp04.06.00.03/arch/arm/cpu/armv7
      u-boot-2011.09-psp04.06.00.03/arch/arm/lib
      u-boot-2011.09-psp04.06.00.03/drivers 
 LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot-spl.lds
 这个为链接脚本

二、u-boot-spl.lds

Sram 0x402F0400 Sdram 0x80000000
 .bss
.TEXT （arch/arm/cpu/armv7/start.o） 
.rodata 
.data 
__start 为程序开始
__image_copy_end
_end

三、代码解析
 __start 为程序开始 （arch/arm/cpu/armv7/start.S）
 .globl _start  这是在定义u-boot的启动定义入口点，汇编程序的缺省入口是 start标号，用户也可以在连接脚本文件中用ENTRY标志指明其它入口点。
.global是GNU ARM汇编的一个伪操作，声明一个符号可被其他文档引用，相当于声明了一个全局变量，.globl和.global相同。该部分为处理器的异常处理向量表。地址范围为0x0000 0000 ~ 0x0000 0020,刚好8条指令。
为什么是8条指令呢？这里来算一算。首先，一条arm指令为32bit（位），0x0000 0020换算成十进制为2^5=32B（字节），而32（B） = 4 * 8（B） = 4 * 8 * 8（ bit），所以刚好8条指令（一个字节Byte包含8个位bit）。
 下面是在汇编程序种经常会遇到的异常向量表。Arm处理器一般包括复位、未定义指令、SWI、预取终止、数据终止、IRQ、FIQ等异常，其中U-Boot中关于异常向量的定义如下：
_start:   b       reset    
_start 标号表明 oot程序从这里开始执行。
b是不带返回的跳转（bl是带返回的跳转），意思是无条件直接跳转到reset标号出执行程序。b是最简单的分支，一旦遇到一个 b 指令，ARM 处理器将立即跳转到给定的地址，从那里继续执行。注意存储在分支指令中的实际的值是相对当前的 R15 的值的一个偏移量；而不是一个绝对地址。它的值由汇编器来计算，它是 24 位有符号数，左移两位后有符号扩展为 32 位，表示的有效偏移为 26 位。

       ldr  pc, _undefined_instr tion   //未定义指令
       ldr  pc, _software_interrupt   //软中断SWI
       ldr  pc, _prefetch_abort   //预取终止
       ldr  pc, _data_abort  //数访问终止
       ldr  pc, _not_used 
       ldr  pc, _irq    //中断请求IRQ
       ldr  pc, _fiq    //快速中断FIQ
#ifdef CONFIG_SPL_BUILD //该阶段为spl执行下面代码
_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
_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 */
#endif /* CONFIG_SPL_BUILD */

.word为ARM汇编特有的伪操作符，语法如下：
.word   <word1>   {,  <word2>  } …

作用：插入一个32-bit的数据队列。（与armasm中的DCD功能相同）

.balignl 16,0xdeadbeef
.align伪操作用于表示对齐方式：通过添加填充字节使当前位置满足一定的对齐方式。
接下来是对各个段代码的定义
略
Rest： (arch/arm/cpu/armv7/start.S)
 bl save_boot_params
 
save_boot_params: （arch/arm/cpu/armv7/ti81xx/lowlevel_init.S）

#ifdef CONFIG_SPL_BUILD
 ldr r4, =ti81xx_boot_device     
  //ti81xx_boot_device = BOOT_DEVICE_NAND
  //启动方式
 ldr r5, [r0, #BOOT_DEVICE_OFFSET]
 and r5, r5, #BOOT_DEVICE_MASK
 str r5, [r4]
#endif
 bx lr
回到reset：(arch/arm/cpu/armv7/start.S) 
 //设置cpu的工作模式 设置CPU的状态类型为SVC特权模式
 mrs r0, cpsr
 bic r0, r0, #0x1f
 orr r0, r0, #0xd3
 msr cpsr,r0

cpu_init_crit: (arch/arm/cpu/armv7/start.S)
 mov r0, #0   @ set up for MCR
 mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ invalidate TLBs
 mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ invalidate icache
 mcr p15, 0, r0, c7, c5, 6 @ invalidate BP array
 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ DSB
 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 4 @ ISB
//关闭mmu 缓存
 mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
 bic r0, r0, #0x00002000 @ clear bits 13 (--V-)
 bic r0, r0, #0x00000007 @ clear bits 2:0 (-CAM)
 orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 1 (--A-) Align
 orr r0, r0, #0x00000800 @ set bit 11 (Z---) BTB
#ifdef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF
 bic r0, r0, #0x00001000 @ clear bit 12 (I) I-cache
#else
 orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-cache
#endif
 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
//调用初始化 函数
 mov ip, lr   @ persevere link reg across call
 bl lowlevel_init  @ go setup pll,mux,memory
 
lowlevel_init：（arch/arm/cpu/armv7/ti81xx/lowlevel.S）
 /* The link register is saved in ip by start.S */
 mov r6, ip
 /* check if we are already running from RAM */
 ldr r2, _lowlevel_init
  _TEXT_BASE:
   .word CONFIG_SYS_TEXT_BASE /* Load address (RAM) */
    #define CONFIG_SYS_TEXT_BASE  0x80800000
    SDRAM的前8MB作为spl的bss段然后前64bytes做为u-boot.img的头
 
 ldr r3, _TEXT_BASE
 sub r4, r2, r3
 sub r0, pc, r4
 //设置堆栈指针
 /* require dummy instr or subtract pc by 4 instead i'm doing stack init */
 ldr sp, SRAM_STACK
mark1:
 ldr r5, _mark1
 sub r5, r5, r2 /* bytes between mark1 and lowlevel_init */
 sub r0, r0, r5 /* r0   <- _start w.r.t current place of execution */
 mov r10, #0x0 /* r10 has in_ddr used by s_init() */
 ands r0, r0, #0xC0000000 /* MSB 2 bits   <>   0 then we are in ocmc or DDR */
 cmp r0, #0x80000000
 bne s_init_start
 mov r10, #0x01
 b s_init_start
s_init_start:（arch/arm/cpu/armv7/ti81xx/lowlevel.S）
 mov r0, r10 /* passing in_ddr in r0 */
 bl s_init
  初始化pll  mux memery 
 /* back to arch calling code */
 mov pc, r6
call_board_init_f:（arch/arm/cpu/armv7/start.s)
 //设置堆栈指针，并调用board_init_f 
 ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)
 bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
 ldr r0,=0x00000000
 bl board_init_f
void board_init_f(ulong dummy)
 『u-boot-2011.09-psp04.06.00.03/arch/arm/cpu/armv7/omap-common/spl.c』
 调用relocate_code(CONFIG_SPL_STACK, &gdata, CONFIG_SPL_TEXT_BASE);
 这里使用了 CONFIG_SPL_STACK
  #define CONFIG_SPL_STACK  LOW_LEVEL_SRAM_STACK
   #define LOW_LEVEL_SRAM_STACK (SRAM0_START + SRAM0_SIZE – 4)
   gdata 为.bss 前一段的空间 描述镜像头
  #define CONFIG_SPL_TEXT_BASE  0x402F0400

relocate_code: （arch/arm/cpu/armv7/start.s)
 重载定位代码
jump_2_ram: （arch/arm/cpu/armv7/start.s)
 跳转到spl的第二阶段

board_init_r:(u-boot-2011.09-psp04.06.00.03/arch/arm/cpu/armv7/omap-common/spl.c)
 初始化时钟： timer_init（）
 i2c 初始化： i2c_init（）；
 获取启动方式  omap_boot_device();
 判断启动方式从不同的地方装载镜像
  从mmc 中装载镜像 spl_mmc_load_image()；
  从nand 中装载镜像   spl_nand_load_image()；
  从 uart  中装载镜像   spl_ymodem_load_image()；
 判断镜像类型
  跳转到镜像中执行镜像 jump_to_image_no_args();
 
 装载镜像 将会从配置的存储介质中读取数据 及uboot镜像
 然后跳转到uboot中执行uboot

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发表时间:2012年9月5日22:23:49