u boot啟動過程分析

備註：本文中使用的u-boot版本是2010.3

第一階段：初始化soc相關的配置，例如：系統時鐘、mmu、看門狗等；並為c語言提供執行環境

1、第一階段：組合語言階段

.globl _start _start: b reset //復位異常 --> 進入管理模式：復位電平有效時觸發 ldr pc, _undefined_instruction //未定義指令異常 --> 未定義指令模式：cpu無法識別的指令時觸發 ldr pc, _software_interrupt //軟中斷異常 -->管理模式：swi指令觸發 ldr pc, _prefetch_abort //預取指令異常 -->中止模式：獲取指令不存在時觸發 ldr pc, _data_abort //資料異常 --> 中止模式：獲取資料不存在時觸發 ldr pc, _not_used //保留位 ldr pc, _irq //中斷異常 -->irq模式

ldr pc, _fiq //快速中斷異常 -->fiq模式

1.1進入管理模式

當cpu上電時，復位電平有效，cpu當做是復位異常處理，因此在此異常向量表中將執行一下指令，使得進入管理模式(supervisor)：

b reset reset: /* * set the cpu to svc32 mode and irq & fiq disable */mrs r0, cpsr bic r0, r0, #0x1f orr r0, r0, #0xd3

msr cpsr,r0

1.2 關閉資料cache 和 mmu

為什麼要關閉資料cache呢，這是因為在裝置剛上電的時候，記憶體的初始化會比較慢，當cpu初始化完成後，記憶體此時還沒做好準備，如果此時對記憶體進行資料讀取，會導致資料預取異常。為什麼要關閉mmu?在裝置剛上電時，mmu並為初始化；其次，在會組合語言階段一般是通過操作暫存器的實際實體地址

進行配置。因此為了避免mmu的干擾，把其給遮蔽。

1.3 lowlevel_init

跳轉至符號標籤『lowlevel_init』，關閉看門狗、對系統時鐘、sdram等進行初始：

bl system_clock_init //系統時鐘初始化 bl mem_ctrl_asm_init_ddr3 //初始化ddr3 bl uart_asm_init //初始化串列埠 /* 初始化串列埠會先後列印『o』、『k』兩個字元 */ /* print 'o' */ ldr r1, =0x4f4f4f4f str r1, [r0, #utxh_offset] /* print 'k' */ ldr r0, =elfin_uart_console_base ldr r1, =0x4b4b4b4b

str r1, [r0, #utxh_offset]

1.4 重定位

mmu_table: …….set __base,0x400 //實體地址 // 512mb for sdram with cacheable .rept 0x600 - 0x400 //虛擬位址範圍 fl_section_entry __base,3,0,1,1 .set __base,__base+1 .endr

……

1.5 初始化c語言執行環境

初始化棧stack_setup:為c語言提供執行環境

清除bss段：bss段用於存放初始化值為0的全域性變數和未初始化的全域性變數；並將未初始化的全域性變數初始化為0，這也是為什麼在c語言中為什麼乙個未初始化全域性變數其值為0的原因。

跳轉到c語言執行階段：start_armboot

stack_setup: ldr sp, =(cfg_uboot_base + cfg_uboot_size - 0x1000) clear_bss: ldr r0, _bss_start /* find start of bss segment */ ldr r1, _bss_end /* stop here */ movr2, #0x00000000 /* clear */ clbss_l: str r2, [r0] /* clear loop... */ addr0, r0, #4 cmp r0, r1 ble clbss_l ldr pc, _start_armboot //將pc指標指向start_armboot函式的位址 _start_armboot:

.word start_armboot

2、第二階段：c語言階段

c語言的啟動階段的啟動函式：start_armboot，在該函式中中實現了板子相關的初始化配置

重要結構：init_sequence指標陣列，包含了板級初始化的相關函式，以下列出了函式的呼叫關係和功能：

start_armboot： init_sequence指標陣列 board_init，板級相關的初始化(board/samsung/smdkc210),例如網絡卡驅動 interrupt_init，中斷相關的初始化 env_init，環境變數相關的初始化 init_baudrate，波特率初始化 serial_init，串列埠初始化 console_init_f，控制台第一階段初始化 display_banner，列印uboot相關的資訊 print_cpuinfo，列印cpu相關的資訊 checkboard，列印開發板相關的資訊 dram_init，配置可用記憶體大小 display_dram_config，顯示記憶體大小函式： env_relocate ()，初始化環境變數 enable_interrupts，啟動中斷

main_loop：根據啟動延時進行判斷，是進入啟動kernel階段，還是進行u-boot命令解析控制台

2.1 命令解析、並將引數傳遞給kernel

main_loop函式：通過呼叫run_command函式，執行命令解析

void main_loop (void)
……for (;;) 
}

下面列出了解析名後的函式呼叫關係：

run_command-->(cmdtp->cmd) (cmdtp, flag, argc, argv):『s = getenv ("bootcmd")』-->do_bootm函式
do_bootm
do_bootm_linux<-->boot_fn(0, argc, argv, &images)(typedef 型別重新命名)
do_bootm_linux:
thekernel = (void (*)(int, int, uint))images->ep;//指向kernel的起始位址
thekernel(0,machid,bd->bi_boot_params);//將3個引數傳分別寫入暫存器r0,r1,r2傳遞給kernel

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