u-boot启动流程分析

                                                                         u-boot启动流程分析  

u-boot启动流程如下：

1）reset

2）设置CPU模式

3）关闭看门狗/中断

4）设置处理器时钟/片上总线

5）初始化调试串口

5)  MMU/外部总线/SDRAM等初始化

6）ROM代码/数据搬移到RAM

7）初始化外围设备/参数

8）启动完毕，进入main_loop循环

 

u-boot主要提供以下功能：

1）设置目标板硬件参数并初始化

2）为操作系统传递必要信息

3）执行交互式的底层操作

4）智能化装载操作系统

5）引导和运行的固定程序

6）支持大容量存储和USB接口

代码分析如下：

s3c2410复位以后，PC指针会指向0x0地址（在u-boot代码中，0x0地址是一个向量表）。

第一条指令跳转branch到复位代码start_code（位于cpu/arm920t/start.S汇编程序的53行）。

 .globl _start  

  _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

复位指令跳转之后来到第154行，开始执行arm920t处理器的基本初始化。

首先修改当前程序状态寄存器CPSR，使处理器进入Supervisor工作模式与32 bit ARM模式，并关闭ARM9TDMI中断和快速中断，这是通过设置CPSR相应掩码实现的 ：

start_code:    

           mrs r0,cpsr

           bic r0,r0,#0x1f

           orr r0,r0,#0xd3

           msr cpsr,r0 

紧接着，将S3C2410特有的WTCON寄存器清零，此举仅为关闭看门狗,代码位置是234行：

           ldr r0 ，#pWTCON

           mov r1，#0x0

           str   r1，[r0]

然后在241行，将S3C2410中断控制器INTMSK寄存器置为全1，INTSUBMSK置为0x7ff，禁止全部中断源。

           mov r1, #0xffffffff

           ldr r0, =INTMSK

           str r1, [r0]

 # if defined(CONFIG_S3C2410) || defined(CONFIG_S3C2440) || defined(CONFIG_S3C2442) ||  defined(CONFIG_S3C2443)

          ldr r1, =INTSUBMSK_val

          ldr r0, =INTSUBMSK

          str r1, [r0]

 # endif

接下来在259行，访问arm920t控制寄存器CP15，并置位最高两位［31,30］。

此两位置为0b11后，处理器时钟被设置为异步模式，允许处理器异步访问总线：

          mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0

          orr r1, r1, #0xc0000000

           mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0

至此arm920t相关的配置完成。

根据不同的编译时选项和运行时参数，代码会在360行进入相应的分支，分别是nor启动和nand启动。

下面就nand启动进行描述：从nand启动，代码执行lowlevel_init，主要是清楚cpu cache，以及关闭mmu和i-cache，并且根据板子硬件配置初始化外部存储器总线和GPIO，最后把代码从nand flash中拷贝到RAM中并继续执行

s3c2410u-boot前4K搬移问题  

下面详细分析一下它的最前面的启动过程.

      1.在板子上电的一开始,首先自动判断是否是autoboot模式(这是由硬件设计阶段,由硬件工程师对mcu的引脚连线决定的),我所使用的s3c2410是带有nandflash的,并切被设置成autoboot,从nandflash开始启动. 

      2.在判断是autoboot模式后,mcu内置的nandflash控制器自动将nandflash的最前面的4k区域(这4k区域存放着 bootloader的最前面4k代码)拷贝到samsung所谓的"steppingstone"里面(实际上是一块4k大小的SRAM).

      3.在拷贝完前4k代码后,nandflash控制器自动将"steppingstone"映射到arm地址空间0x00000000开始的前4k区域.

      4.在映射过程完成后.nandflash控制器将pc指针直接指向arm地址空间的0x00000000位置,准备开始执行"steppingstone"上的代码.

      5.而"steppingstone"上从nandflash拷贝过来的4k代码,是程序员写的bootloader的前4k代码.这个 bootloader在之前写好,并已经被烧写到nandflash的0x00000000开始的最前面区域..而这"steppingstone"上的 4k代码就是bootloader的前4k代码.

      6.在pc指向arm地址空间的0x00000000后,系统就开始执行指令代码.这4k代码的任务是:初始化硬件,设置中断向量表,设置堆栈,然后一个很重要的任务是,将nandflash的最前面区域的bootloader(包含4k启动代码)拷贝到SDRAM中去,bootloader代码的大小是写好bootloader就确定的.然后只需要确定bootloader想映射到SDRAM的起始位置就ok.

      7.在完成对nandflash上的bootloader搬移后,找到4k代码的搬移代码最后一个指令的下一个指令在SDRAM的bootloader的地址,然后跳转到该位置,继续执行bootloader的剩余代码(引导系统).