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uboot第一階段詳細分析

uboot的第一階段設計的非常巧妙，幾乎都是用匯編語言實現的，下面我們一起來看看它的精妙之處吧！

首先我們來看一下它的鏈接腳本，通過它我們可以知道它整個程序的各個段是怎么存放的。

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
        OUTPUT_ARCH(arm)
        ENTRY(_start)
        SECTIONS
        {
                . = 0x00000000;

        . = ALIGN(4);
                .text :
                {
                        cpu/arm920t/start.o        (.text)
                        *(.text)//所有的其他程序的代碼段以四字節對齊放在它后面
                }

        . = ALIGN(4);
                .rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }//只讀數據段

        . = ALIGN(4);
                .data : { *(.data) }//指定讀/寫數據段

        . = ALIGN(4);
                .got : { *(.got) }//指定got段，got段式是uboot自定義的一個段，非標準段

        . = .;
                __u_boot_cmd_start = .;//把__u_boot_cmd_start賦值為當前位置，即起始位置
                .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }//指定u_boot_cmd段，uboot把所有的uboot命令放在該段
                __u_boot_cmd_end = .;//把 __u_boot_cmd_end賦值為當前位置，即結束位置

        . = ALIGN(4);
                __bss_start = .;//__bss_start賦值為當前位置，即bss段得開始位置
                .bss (NOLOAD) : { *(.bss) . = ALIGN(4); }
                _end = .;//把_end賦值為當前位置，即bss段得結束地址
        }

從它我們可以看到，uboot運行的第一個程序是cpu/arm920t/start.S,其他的都有注釋，就不多說了。

下面我們來看看在fs2410上通過nor flash啟動,u-boot的啟動流程：

電源一上電之后，pc指針從0x00000000 地址開始執行，也就是說這個時候程序跑在nor flash里面(別忘記，nor flash這個時候接在0x00000000地址,它是可以執行程序的只是速度沒有在ram里面執行快)

這個時候有人可能會問那s3c2410片內的4kRam映射到哪呢？通過查看芯片手冊這個時候它在0x40000000,如下圖：

(使用NOR FLASH啟動，設備地址映射圖)

現在我們知道是那個程序在哪里存儲，從哪個地址運行，下面我們來看看這段程序的匯編代碼:

在這里我們知道運行的第一條指令是b start_code,呵呵！看到這段代碼的時候許多人都認為_start的值是0x00000000,為什么是這個地址呢? 因為連接腳本上指定了。真的是這樣嗎？我們來看看我們編譯好之后，在u-boot目錄下有個System.map，這里面有各個變量的值,如下圖：

哈哈，_start的值怎么會是0x33f80000?這是因為在頂層的Makefile里面我們指定了它的連接地址。

看到那個 -o u-boot了嗎，就是通過它生成ELF格式的u-boot的，里面有個LDFLAGS變量，它是什么呢，我們繼續往下面看：

(頂層的config.mk里面有這個變量的說明)

看到了沒有，LDFLAGS里面除了指定鏈接腳本,如果TEXT_BASE不等于空，還加上了-Ttext$(TEXT_BASE),TEXT_BASE的值是多少呢？我們可以在board/samsung/smdk2410/config.mk里面有定義,它的值為0x33f80000。這樣我就可以知道為什么System.map的地址都是0x33f80000。

好我們來看第一條匯編指令b start_code，從System.map文件我們可以知道，這條指令相當于b 0x33f80050。"0x33f80050"？你是否有疑問，這個時候內存還沒有初始化呢，怎么能跳到內存中去了(sdram的起始地址0x30000000)。呵呵，其實不是這樣的。還記得b指令是相對跳轉指令嗎，它和代碼的位置是無關的，這種精妙的設計才使得后面的指令能繼續的執行。

下面我們繼續來看它的匯編指令:

呵呵，這段匯編代碼很好理解，就是設置CPU為 管理模式。

這段匯編代碼就不分析了，這是跟atmel相關的，我不管它，繼續下面:

這段匯編代碼也很好理解，就是關掉看門狗，然后關掉所有中斷。

哦哦，設置時鐘，還記得一上電FCLK是多少嗎，只有12MHZ。

呵呵！跳轉指令，我們來看看它做了什么，這樣我們先從名字上來猜猜它是什么意思？cpu初始化，初始化什么呢？繼續向下看：

呵呵，有英文注釋，清cache，關閉MMU。都是用協處理指令實現的，如果看不懂，可以看看協處理器指令。多了解一點就多知道一點，不是嗎？

從上面可以看到，還有一次跳轉bl lowlevel_init。這里面有干了一些什么呢，我們可以到board/samsung/smdk2410/ lowlevel_init.S去看。呵呵，這里我就不截圖了，其實我們只有知道，它在這里面干了初始化內存操作。

繼續往下面看:

呵呵，終于到重點部分了，代碼重定向。下面我們來看看它到底是怎么重定向的:

Adr r0,_start

這條匯編指令的意思就是把_start當前代碼存儲的地址賦給r0,假如這段代碼存儲在SDRAM里面，那么r0的值就是0x30000000。現在這段代碼存儲在NOR Flash里面，所以r0的值就是

0x0000000
        Ldr r1,_TEXT_BASE

這條匯編指令的意思是把_TEXT_BASE的值作為地址，把這個地址的內容賦給r1,從下面可以知道：

_TEXT_BASE里面存儲的內容是TEXT_BASE,也就是0x33f80000,所以r1的值就是0x33f80000

Cmp r0,r1

將r0和r1做比較，此時r0 = 0x0000000,r1 = 0x33f80000,顯然不相等，那么執行的就是下面的匯編指令：

ldr r2, _armboot_start

由此可以知道r2的值是_start，也就是0x33f80000,也是整個代碼的起始地址。

Ldr r3, _bss_start

由u-boot.lds的鏈接腳本可以知道，r3的值是整個代碼得結尾.

Sub r2,r3,r2

這條指令的意思是r2 = r3 -r2,即r2 = 代碼結束 - 代碼開始，這樣得到的是r2 = 代碼的大小。

Add r2,r0,r2

這條指令的意思是r2 = r0 + r3,即 r2 = 代碼開始 + 代碼大小，這樣得到的是r2 = nor falsh 里面代碼的結尾

此時我們得到r0 = nor flash 代碼的起始位置,r1 = 0x33f80000（sdram ：0x300000000 ~ 0x34000000）

呵呵，這個時候代碼就被從nor flash里面拷貝到sdram里面了。

這段代碼的意思是設置一些堆棧

這段代碼的意思是清bss段,

呵呵，終于看到pc指針的值被改變了。也就是這個時候，pc指針開始跳到sdram里面執行代碼，這也就到了第二階段(從語言階段),后面的代碼都是用C語言寫得了。先分析到這里，下次我們看第二階段。

uboot解析：

U-BOOT 第一階段分析（續）

Uboot啟動流程分析