uboot启动流程-涉及_main汇编函数

news2024/11/28 17:38:53

一. uboot启动流程涉及函数

本文简单分析一下 save_boot_params_ret调用的函数：_main汇编函数。

本文继之前文章的学习，地址如下：

uboot启动流程-涉及s_init汇编函数_凌肖战的博客-CSDN博客

二. uboot启动流程涉及的 _main汇编函数

经过之前文章的分析，uboot启动流程的汇编函数调用关系：

下面来分析 _main 函数。

_main 函数定义在文件 arch/arm/lib/crt0.S 中，_main函数的前部分代码内容如下：

67 ENTRY(_main)
68 
69 /*
70 * Set up initial C runtime environment and call board_init_f(0).
71 */
72 
73 #if defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK)
74 ldr sp, =(CONFIG_SPL_STACK)
75 #else
76 ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)
77 #endif
78 #if defined(CONFIG_CPU_V7M) /* v7M forbids using SP as BIC 
destination */
79 mov r3, sp
80 bic r3, r3, #7
81 mov sp, r3
82 #else
83 bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
84 #endif
85 mov r0, sp
86 bl board_init_f_alloc_reserve

第 76 行，设置 sp 指针为 CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR ，也就是 sp 指向 0X0091FF00 。

第 83 行， sp 做 8 字节对齐。

第 85 行，读取 sp 到寄存器 r0 里面，此时 r0=0X0091FF00 。

第 86 行，调用 board_init_f_alloc_reserve 函数，此函数有一个参数，参数为 r0 中的值，也就是 0X0091FF00 ，此函数定义在文件 common/init/board_init.c 中，内容如下：

56 ulong board_init_f_alloc_reserve(ulong top)
57 {
58 /* Reserve early malloc arena */
59 #if defined(CONFIG_SYS_MALLOC_F)
60 top -= CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN;
61 #endif
62 /* LAST : reserve GD (rounded up to a multiple of 16 bytes) */
63 top = rounddown(top-sizeof(struct global_data), 16);
64
65 return top;
66 }

函数 board_init_f_alloc_reserve 主要是留出早期的 malloc 内存区域和 gd 内存区域，其中，CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN=0X400( 在文件 include/generated/autoconf.h 中定义 ) ， sizeof(struct global_data)=248(GD_SIZE 值)，完成以后的内存分布如下：

board_init_f_alloc_reserve 是有返回值的，返回值为新的 top 值，从上面的内存分布可知，此时， top=0X0091FA00 。

继续分析_main 函数，如下是继以上代码：

87 mov sp, r0
88 /* set up gd here, outside any C code */
89 mov r9, r0
90 bl board_init_f_init_reserve

第 87 行，将 r0 写入到 sp 里面，r0 保存着 board_init_f_alloc_reserve 函数的返回值，所以这一句也就是设置 sp=0X0091FA00 。

第 89 行，将 r0 寄存器的值写到寄存器 r9 里面，因为 r9 寄存器存放着全局变量 gd 的地址，在文件 arch/arm/include/asm/global_data.h 中。如下所示：

可以看出， uboot 中定义了一个指向 gd_t 的指针 gd ， gd 存放在寄存器 r9 里面的，因此 gd 是个全局变量。 gd_t 是个结构体，在 include/asm-generic/global_data.h 里面有定义， gd_ 定义如下：

27 typedef struct global_data {
28 bd_t *bd;
29 unsigned long flags;
30 unsigned int baudrate;
31 unsigned long cpu_clk; /* CPU clock in Hz! */
32 unsigned long bus_clk;
33 /* We cannot bracket this with CONFIG_PCI due to mpc5xxx */
34 unsigned long pci_clk;
35 unsigned long mem_clk;
36 #if defined(CONFIG_LCD) || defined(CONFIG_VIDEO)
37 unsigned long fb_base; /* Base address of framebuffer mem */
38 #endif
......
121 #ifdef CONFIG_DM_VIDEO
122 ulong video_top; /* Top of video frame buffer area */
123 ulong video_bottom; /* Bottom of video frame buffer area */
124 #endif
125 } gd_t;

因此，_main函数的第 89 行代码就是设置 gd 所指向的位置，也就是 gd 指向 0X0091FA00 。

第 90 行调用函数 board_init_f_init_reserve ，此函数在文件common/init/board_init.c 中有定义，函数内容如下：

110 void board_init_f_init_reserve(ulong base)
111 {
112 struct global_data *gd_ptr;
113 #ifndef _USE_MEMCPY
114 int *ptr;
115 #endif
116
117 /*
118 * clear GD entirely and set it up.
119 * Use gd_ptr, as gd may not be properly set yet.
120 */
121
122 gd_ptr = (struct global_data *)base;
123 /* zero the area */
124 #ifdef _USE_MEMCPY
125 memset(gd_ptr, '\0', sizeof(*gd));
126 #else
127 for (ptr = (int *)gd_ptr; ptr < (int *)(gd_ptr + 1); )
128 *ptr++ = 0;
129 #endif
130 /* set GD unless architecture did it already */
131 #if !defined(CONFIG_ARM)
132 arch_setup_gd(gd_ptr);
133 #endif
134 /* next alloc will be higher by one GD plus 16-byte alignment */
135 base += roundup(sizeof(struct global_data), 16);
136
137 /*
138 * record early malloc arena start.
139 * Use gd as it is now properly set for all architectures.
140 */
141
142 #if defined(CONFIG_SYS_MALLOC_F)
143 /* go down one 'early malloc arena' */
144 gd->malloc_base = base;
145 /* next alloc will be higher by one 'early malloc arena' size */
146 base += CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN;
147 #endif
148 }

可以看出，此函数用于初始化 gd ，其实就是清零处理。另外，此函数还设置了 gd->malloc_base 为 gd 基地址 +gd 大小 =0X0091FA00+248=0X0091FAF8 ，在做 16 字节对齐，最终 gd->malloc_base=0X0091FB00 ，这个也就是 early malloc 的起始地址。

继续分析_main 函数，如下是继以上代码：

92 mov r0, #0
93 bl board_init_f
94 
95 #if ! defined(CONFIG_SPL_BUILD)
96 
97 /*
98 * Set up intermediate environment (new sp and gd) and call
99 * relocate_code(addr_moni). Trick here is that we'll return
100 * 'here' but relocated.
101 */
102
103 ldr sp, [r9, #GD_START_ADDR_SP] /* sp = gd->start_addr_sp */
104 #if defined(CONFIG_CPU_V7M) /* v7M forbids using SP as BIC 
destination */
105 mov r3, sp
106 bic r3, r3, #7
107 mov sp, r3
108 #else
109 bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
110 #endif
111 ldr r9, [r9, #GD_BD] /* r9 = gd->bd */
112 sub r9, r9, #GD_SIZE /* new GD is below bd */

第 92 行设置 R0 为 0 。

第 93 行，调用 board_init_f 函数，此函数定义在文件 common/board_f.c 中！主要用来初始化 DDR ，定时器，完成代码拷贝等等，此函数我们后面在详细的分析。

第 103 行，重新设置环境(sp 和 gd)、获取 gd->start_addr_sp 的值赋给 sp，在函数 board_init_f 中会初始化 gd 的所有成员变量，其中 gd->start_addr_sp=0X9EF44E90，所以这里相当于设置

sp=gd->start_addr_sp=0X9EF44E90。0X9EF44E90 是 DDR 中的地址，说明新的 sp 和 gd 将会存放到 DDR 中，而不是内部的 RAM 了。

第 109 行，sp 做 8 字节对齐。

第 111 行，获取 gd->bd 的地址赋给 r9，此时 r9 存放的是老的 gd，这里通过获取 gd->bd 的地址来计算出新的 gd 的位置。GD_BD=0。

第 112 行，新的 gd 在 bd 下面，所以 r9 减去 gd 的大小就是新的 gd 的位置，获取到新的 gd 的位置以后赋值给 r9。

下一篇文章继续分析 _main函数。