uboot启动流程涉及reset汇编函数

news2024/12/25 12:23:16

一. uboot启动流程中函数

之前了解了uboot链接脚本文件 u-boot.lds。

从 u-boot.lds 中我们已经知道了入口点是 arch/arm/lib/vectors.S 文件中的 _start。

本文了解一下，uboot启动过程中涉及的 reset 函数。本文继上一篇文章学习，地址如下：

uboot启动流程-uboot链接脚本u-boot.lds_凌肖战的博客-CSDN博客

二. reset 函数源码详解

从 u-boot.lds 中，我们已经知道了入口点是 arch/arm/lib/vectors.S 文件中的 _start，代码如下：

38 /*
39 *************************************************************
40 *
41 * Exception vectors as described in ARM reference manuals
42 *
43 * Uses indirect branch to allow reaching handlers anywhere in 
44 * memory.
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

第 48 行: _start 开始的是中断向量表，其中 54~61 行就是中断向量表，和我们裸机例程里面一样。

1. start.S 文件中的 reset 函数

第 54 行跳转到 reset 函数里面， reset 函数在 arch/arm/cpu/armv7/start.S 里面，代码如下：

32 .globl reset
33 .globl save_boot_params_ret
34
35 reset:
36 /* Allow the board to save important registers */
37 b save_boot_params

start.S 文件的第 35 行就是 reset 函数。

第 37 行从 reset 函数跳转到了 save_boot_params 函数，而 save_boot_params 函数同样定义在 start.S 里面，定义如下：

100 ENTRY ( save_boot_params )

101 b save_boot_params_ret @ back to my caller

2. start.S文件中的save_boot_params_ret 函数

save_boot_params 函数也是只有一句跳转语句，跳转到 save_boot_params_ret 函数，

save_boot_params_ret 函数代码如下：

38 save_boot_params_ret:
39 /*
40 * disable interrupts (FIQ and IRQ), also set the cpu to SVC32 
41 * mode, except if in HYP mode already
42 */
43 mrs r0, cpsr
44 and r1, r0, #0x1f @ mask mode bits
45 teq r1, #0x1a @ test for HYP mode
46 bicne r0, r0, #0x1f @ clear all mode bits
47 orrne r0, r0, #0x13 @ set SVC mode
48 orr r0, r0, #0xc0 @ disable FIQ and IRQ
49 msr cpsr,r0

save_boot_params_ret 函数中，第43行~49行，将处理器设置为SVC模式，并且关闭FIQ和IRQ。

继续分析 start.S 下面的代码：

56 #if !(defined(CONFIG_OMAP44XX) && defined(CONFIG_SPL_BUILD))
57 /* Set V=0 in CP15 SCTLR register - for VBAR to point to vector */
58 mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ Read CP15 SCTLR Register
59 bic r0, #CR_V @ V = 0
60 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ Write CP15 SCTLR Register
61
62 /* Set vector address in CP15 VBAR register */
63 ldr r0, =_start
64 mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 @Set VBAR
65 #endif

第 56 行，如果没有定义 CONFIG_OMAP44XX 和 CONFIG_SPL_BUILD 的话条件成立，此处条件成立。

第 58 行读取 CP15 中 c1 寄存器的值到 r0 寄存器中，根据 17.1.4 小节可知，这里是读取 SCTLR 寄存器的值。

第 59 行，CR_V 在 arch/arm/include/asm/system.h 中有如下所示定义：

#define CR_V (1 << 13) /* Vectors relocated to 0xffff0000 */

因此，第 59 行的目的就是清除 SCTLR 寄存器中的 bit13 ， SCTLR 寄存器结构如下：

可以看出， bit13 为 V 位，此位是向量表控制位，当为 0 的时候向量表基地址为 0X00000000 ，软件可以重定位向量表。为 1 的时候向量表基地址为 0XFFFF0000 ，软件不能重定位向量表。这里将 V 清零，目的就是为了接下来的向量表重定位。

第 60 行将 r0 寄存器的值重写写入到寄存器 SCTLR 中。

第 63 行设置 r0 寄存器的值为 _start ， _start 就是整个 uboot 的入口地址，其值为 0X87800000 ，相当于 uboot 的起始地址，因此 0x87800000 也是向量表的起始地址。

第 64 行将 r0 寄存器的值 ( 向量表值 ) 写入到 CP15 的 c12 寄存器中，也就是 VBAR 寄存器。

因此，第 58~64 行就是设置向量表重定位的。

继续分析 start.S 下面的代码：

67 /* the mask ROM code should have PLL and others stable */
68 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
69 bl cpu_init_cp15
70 bl cpu_init_crit
71 #endif
72
73 bl _main

第 68 行如果没有定义 CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT 的话条件成立。我们没有定义

CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT ，因此条件成立，执行下面的语句。

第 68 行~ 73行的内容比较简单，就是分别调用函数 cpu_init_cp15 、 cpu_init_crit 和 _main 。

函数 cpu_init_cp15 用来设置 CP15 相关的内容，比如关闭 MMU 啥的，此函数同样在 start.S

文件中定义的。可以自行查看，函数 cpu_init_cp15 都是一些和 CP15 有关的内容，我们不用关心，有兴趣的可以详细的看一下。

函数 cpu_init_crit 也在是定义在 start.S 文件中，函数内容如下：

268 ENTRY(cpu_init_crit)
269 /*
270 * Jump to board specific initialization...
271 * The Mask ROM will have already initialized
272 * basic memory. Go here to bump up clock rate and handle
273 * wake up conditions.
274 */
275 b lowlevel_init @ go setup pll,mux,memory
276 ENDPROC(cpu_init_crit)

可以看出函数 cpu_init_crit 内部仅仅是调用了函数 lowlevel_init ，接下来就是详细的分析一

下 lowlevel_init 和 _main 这两个函数。