u-bootsourcecode.txt

digging u-boot source code (s3c44b0 ） arm7上的 u－boot分析！

digging u-boot source code (s3c44b0)
 
 
 
下一次,接着就去看看U-BOOT的源程序了。当然是基于S3C44B0的BOOTLOADER进行的。

上一次说到要学习UBOOT的代码,但在看之前,首先要知道目标机器的编程资源,这里的资源,是指S3C44B0所提供的
运行程序的资源,对任何嵌入式软件开发,都首先要对硬件有一个很好的了解,这跟PC机的编程是大不一样的。因为
PC机都已经发展了30多年,但整个编程的体系是没有很大的变化,就是说现在的PC都是在虚拟机上编写了,跟硬件打
交道的机会很少,所以不用去了解它。但是在嵌入式的软件里,每样硬件都是千差万别的,所以一定要去看原版的
S3C44B0说明手册,一定要看英文原版的,不能看那种中文版的,哈哈,为什么要看英文原版的呢？第一,每个CPU都
有很多特别寄存器,而这些寄存器都是用英文缩写的,看中文,就不知道它是什么意思了,并且还要死记,没有英文
整句好记。第二,中文是经过翻译的,并且都不是三星厂家进行翻译,都是一些业余水平的人来做,很难保证按原文
的意思进行。有一次,我看中文的S3C44B0资料找特别寄存器,就找不到,我说为什么没有呢,原来别人都不翻译那些
,结果在英文原版中,一看就找到了。因此,喜欢看英文原版的。并且只要学习过几个CPU之后,发现嵌入式软件就那
几样东西了。
对开发软件的人来说,最重要的东西是什么呢？哈哈,当然是存储器和寄存器了。每次拿到开发板之后,一定要去了
解存储器是怎么样分配的,是从什么地址开始,存储器有多大。是什么样的存储器,是FLASH的,还是SDRAM的。FLASH
的存储器映射在S3C44B0的什么地址空间呢？SDRAM又是映射在什么地址空间呢？一定要把这些问题搞清楚,否则就很
难对它开发软件。所以看S3C44B0的手册时,就要注意看它的存储管理。目前,S3C44B0的存储器管理,分为很多BANK
的。BANK0一般用来映射FLASH存储器,并且在BANK0后面一段空间里进行特别寄存器映射,它的空间是4M大小。并且一
般的开发板,都是把FLASH存储器映射在0x0000_0000 到 0x001F_FFFF,这里的地址空间,就是2M大小。把SDRAM映射在
BANK6里面,地址空间就是0x0c00_0000 到 0x0c7f_ffff,这里就是8M的SDRAM了。
特别寄存器的地址空间是从 0x01c0_0000到0x0200_0000的4M空间里,这里的寄存器,大多数都是跟IO有关的。比如串
行通讯,DMA,PWM,看门狗,IO口等等。
看懂了存寄器和存储器,就可以进行汇编练习。当然S3C44B0它还有ARM标准的寄存器,共有37个吧。这些是所有ARM的
CPU都具有的。
把CPU和S3C44B0特别的功能深入了解之后,就可以去看UBOOT代码。
目前我的引导程序是在UBOOT1.1.2上修改过来的,大家可以下载UBOOT的源程序,也许你们会问在那里有下呢？这个问
题不用我回答了,用GOOGLE,直接找u-boot,就可以找到了。
由于这个引导程序是从u-boot1.1.2修改过来的,所以还是采用uboot的编译工具,它就是
arm-linux-tools-20031127.tar.gz,这个可以uboot的网站下载,然后在linux下安装好,就可以编译引导程序。
编译命令主要：
make clean 是清空所有临时文件,一般是用来清空目录,用来重新编译程序。
make XXXX_config 是编译本引导程序,XXXX是自己定义的开发板,在board目录下。
make backup 是备份引导程序的源程序。
UBOOT编译环境建立起来,就可以去修改和学习UBOOT的源程序,就可以开发自己的boot。源程序已经下载,就可以解
开压缩包,在目录u-boot-1.1.3,因目前最新的UBOOT是1.1.2,那个1.1.3是我自己的UBOOT源程序,如果自己想改为
1.1.3名称,在LINUX下编译是有点问题的,自己去试试吧。哈哈。。。
接着,我到目录cpu\s3c44b0,这个目录,就是S3C44B0的CPU引导程序,最开始运行的代码就是从这里开始的。那我看
代码,也要从这里开始。
看一下这个目录,包括文件有：
G:\Downloads\lichee\lichee\boot\src\u-boot-1.1.3\cpu\s3c44b0 的目录
2005-07-18 12:47             .
2005-07-18  12:47             ..
2005-07-16  04:35             4,154 .depend
2004-02-24  08:16             1,066 config.mk
2004-10-18  05:12             9,878 cpu.c
2004-02-24  08:16             4,843 interrupts.c
2004-02-24  08:16             1,303 Makefile
2004-10-18  05:12             4,378 serial.c
2005-07-17  23:48             4,820 start.S
2005-07-17  23:47             4,784 start.S.bak
有好几个文件,它们的作用,大家自己先想想,不懂的再问我,目前我要开始看start.S文件,这个最开始运行的文件
。
这个文件是汇编写的,但它是经过c的预处理的,所以像在头文件.h中的宏,也可以使用的,这就是GCC的博大之处。
大家看到我的目录,也许很奇怪,为什么会有“lichee”这个名称？我来告知各位,这个是我起的名称,叫做“荔枝
”,我的BOOT代码和我的uClinux的代号,都叫“荔枝”。吃过“荔枝”的人,都知道外面红红的,里面的肉是白的,
清甜可口。我的BOOT和OS都是外面看起来很好看,里面的功能,就是难看了,但要深入去了解,才会尝到新鲜的味道
。
好了,下面就要开始品尝我的“荔枝”了,第一段代码：
/** S3C44B0 CPU启动代码。* 蔡军生 2005/07/17 **/
/** 包含配置文件。*/
#include    /*添加版本说明.2005/07/16*/
#include     /** 中断向量表.*/
/* 声明标量是全局函数,CPU加电启动后,就从这里执行代码。 */

.globl _start
_start: b          reset                   /* 跳到复位中断开始位置。 */
        add        pc, pc, #0x0c000000
        add        pc, pc, #0x0c000000
        add        pc, pc, #0x0c000000
        add        pc, pc, #0x0c000000
        add        pc, pc, #0x0c000000
        add        pc, pc, #0x0c000000
        add        pc, pc, #0x0c000000
        .balignl 16,0xdeadbeef
上面这段代码,看懂了吗？如果有什么不懂,就发问题过来。
这里用到ARM指令,b指令就是无条件地跳到reset的地方运行,reset是一个标记,并且它是相对量。
add        pc, pc, #0x0c000000,这句用到了4G空间跳转技术,因为ARM的CPU下一次值是根据PC的值来进行的。这里
修改了PC的值,就相当跳到对应的地址运行了。又由ARM的指令的宽度是4字节的,所以这里的PC值就是0x0c000004。
如果这里直接用b指令是不行的,因为它不超出32M的寻址空间,只有修改PC值才可以达到目的,因此采用ADD指令来修
改PC值。
.balignl 16,0xdeadbeef
上面这句,就是填充多少字节在后面。
整段代码实现建立中断向量表,这个根据ARM的CPU来编写的。

第一段代码看完了,再接着看第二段代码。

/******************************************************************
* 启动代码。
** 如果不作内存初始化,就只建立堆栈,重新定位代码到RAM位置。
* 然后就可以跳到第二阶段的代码运行了。
**********************************************************************/
/* 保存变量的数据区 */
_TEXT_BASE:
        .word        TEXT_BASE
        .globl _armboot_start
_armboot_start:
        .word _start
/** These are defined in the board-specific linker script.*/
        .globl _bss_start
_bss_start:
        .word __bss_start
        .globl _bss_end
_bss_end:
        .word _end
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl IRQ_STACK_START
IRQ_STACK_START:
        .word        0x0badc0de
/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl FIQ_STACK_START
FIQ_STACK_START:
        .word 0x0badc0de
#endif
上面这段代码,主要保存一些全局变量,用于BOOT程序从FLASH拷贝到RAM,或者其它的使用。还有一些变量的长度是
通过连接脚本里得到,实际上由编译器算出来的。
看了数据区,这次要看从引导那里跳到这里执行时,运行什么东西了。
/** 实际运行的复位代码。从一开始运行的代码,就跳到这里运行。*/
reset:
       /* * 设置cpu运行在SVC32模式。*/
        mrs        r0,cpsr
        bic        r0,r0,#0x1f
       orr        r0,r0,#0x13
       msr        cpsr,r0
具体分析如下：
/** 实际运行的复位代码。从一开始运行的代码,就跳到这里运行。*/
reset:
        /** 设置cpu运行在SVC32模式。S3C44B0共有7种模式。   */
       mrs        r0,cpsr
取得当前程序状态寄存器cpsr到r0。
        bic        r0,r0,#0x1f
这里使用位清除指令,把中断全部清除,只置位模式控制位。
        orr        r0,r0,#0x13
计算为超级保护模式。
        msr        cpsr,r0
设置cpsr为超级保护模式。
通过设置ARM的CPSR寄存器,让CPU运行在操作系统模式,为后面进行其它操作作好准备了。后面的代码如下：
/*       * 当是从FLASH启动时,就要进行内存测试,当
         * 是从RAM启动时,一般就是开发本源程序时,就
         * 可以跳过。
         * 
         */
#ifdef CONFIG_INIT_CRITICAL
        bl        cpu_init_crit
       /*
         * 在重新定位之前,要进行RAM访问时间测试,因为每个开发
         * 都是不一样的。
         * 可以在文件memsetup.S里看到它的说明。         
        */
        bl        memsetup
#endif
/* 进行重定位 */
relocate:        /* 重定位Boot代码到RAM内存,比如从FLASH移到RAM */
adr      r0, _start                /* 把_start的相对地址移到r0    */
ldr     r1, _TEXT_BASE    /* 把_TEXT_BASE地址,就是BOOT在RAM中运行地址 */
cmp     r0, r1         /*  比较两个地址是否相同,如果相同,就已经在RAM运行,否则就是FLASH中运行。*/
       beq     stack_setup
  /* 是在FLASH中运行,要把FLASH中的BOOT代码移到RAM中,然后再运行. */
       ldr        r2, _armboot_start
       ldr        r3, _bss_start
       sub        r2, r3, r2                /* r2保存引导代码大小    */
       add        r2, r0, r2                /* r2保存引导代码最后地址         */
copy_loop:
        ldmia        r0!, {r3-r10}                /* 从源地址[r0]读取8个字节到寄存器,每读一个就更新一
次r0地址 */
        stmia        r1!, {r3-r10}                /* 拷贝寄存器r3-r10的值保存到 [r1]指明的地址,每写一
个字节,就增加1.    */
        cmp        r0, r2                        /* 判断是否拷贝到[r2]地址,就是引导代码结束位置。   */
        ble        copy_loop       /* 循环拷贝 */
/*拷贝中断向量表,实际是建立起二级中断向量表,当CPU中断时,先运行FLASH中断,接着就转移到实际中向表执行
中断程序。*/
        adr        r0, real_vectors
        add        r2, r0, #1024
        ldr        r1, =0x0c000000
        add        r1, r1, #0x08
vector_copy_loop:
        ldmia        r0!, {r3-r10}
        stmia        r1!, {r3-r10}
        cmp        r0, r2
        ble        vector_copy_loop
        /* 建立起堆栈        */
stack_setup:
        ldr        r0, _TEXT_BASE     /* upper 128 KiB: relocated uboot   */
        sub   r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN    /* malloc area      */
        sub        r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo        */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
        sub        r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
        sub        sp, r0, #12                /* leave 3 words for abort-stack    */
        ldr        pc, _start_armboot /* 已经准备好了堆栈,就可跳到C写的代码里,由于我的代码是ARM,就是
跳到lib_arm\board.c(208):void start_armboot (void)中运行。 */
_start_armboot:        .word start_armboot
/**************************************************************************
* CPU_init_critical临界区寄存器
* 设置一些重要的寄存器,并进行内存测试。
*************************************************************************
*/
#define INTCON (0x01c00000+0x200000) /* 中断控制器 */
#define INTMSK (0x01c00000+0x20000c) /* 中断控制屏蔽寄存器 */