u-boot代码readl实现程序返回原理(非return返回)

本文探讨了U-Boot中通过不同CPU架构调用readl等函数实现寄存器读取的方法。详细分析了readl函数的实现原理,并通过反汇编手段展示了x86栈调用及返回值的机制。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

u-boot代码中对寄存器的读取是根据不同CPU架构调用readl,readb,readw的函数实现的。这几个函数实现很巧妙,利用栈实现了静默返回。这里我想以readl为例,使用反汇编手段了解一下该函数实现机理。readl的原代码如下如示:

#define dmb() __asm__ __volatile__ ("" : : : "memory")
#define __iormb() dmb()
#define __iowmb() dmb()

#define __arch_getl(a) (*(volatile unsigned int *)(a))

#define readl(c) ({ u32 __v = __arch_getl(c); __iormb(); __v; })

以上实现涉及到了下面几方面知识:

1、内存屏障。

2、反汇编

3、x86栈的调用与返回

简单说一下下面几个寄存器的定义,有助于理解反汇编代码:

  • ax(accumulator): 可用于存放函数返回值
  • bp(base pointer): 用于存放执行中的函数对应的栈帧的栈底地址
  • sp(stack poinger): 用于存放执行中的函数对应的栈帧的栈顶地址
  • ip(instruction pointer): 指向当前执行指令的下一条指令
为使用问题简化,我们先使用如下代码,研究代码段返回值原理:
#include "stdio.h"
typedef unsigned int u32;


int  main()
{
u32 rd  =0;
rd =({ u32 __v = 8;u32 __v1 = 9;__v++;__v1;});
printf("rd=%d\n",rd);
return 0;
}
我们使用反汇编指令后,查看主要代码区如下所示:

#include "stdio.h"
typedef unsigned int u32;


int  main()
{
  40156f: 90                   nop


0000000000401570 <main>:
  401570: 55                   push   %rbp
  401571: 48 89 e5             mov    %rsp,%rbp
  401574: 48 83 ec 30          sub    $0x30,%rsp
  401578: e8 d3 01 00 00       callq  401750 <__main>
u32 rd  =0;
  40157d: c7 45 fc 00 00 00 00 movl   $0x0,-0x4(%rbp)//rd放在栈的bp-4位置。
rd =({ u32 __v = 8;u32 __v1 = 9;__v++;__v1;});
  401584: c7 45 f8 08 00 00 00 movl   $0x8,-0x8(%rbp)//__v放在bp-8位置,值为8
  40158b: c7 45 f4 09 00 00 00 movl   $0x9,-0xc(%rbp)//__v1放在bp-c位置,值为9
  401592: 83 45 f8 01          addl   $0x1,-0x8(%rbp)
  401596: 8b 45 f4             mov    -0xc(%rbp),%eax//对__v1进行自增操作,并将结果存回。
  401599: 89 45 fc             mov    %eax,-0x4(%rbp)//使用ax存放处返回值给rd。bp-4位置为rd
printf("rd=%d\n",rd);
  40159c: 8b 45 fc             mov    -0x4(%rbp),%eax
  40159f: 89 c2                mov    %eax,%edx
  4015a1: 48 8d 0d 58 2a 00 00 lea    0x2a58(%rip),%rcx        # 404000 <.rdata>
  4015a8: e8 c3 15 00 00       callq  402b70 <printf>
return 0;
  4015ad: b8 00 00 00 00       mov    $0x0,%eax
}
对于寄存器操作,使用内存屏障,告诉CPU重新从寄存器取值,而不是使用缓存值。
这种实现可以在C语言中实现类似c++中内联函数的效果。


JEDEC JEP122 是一个与闪存设备(Flash Memory)相关的标准,具体涉及的是用于识别和管理闪存芯片的通用闪存接口(Common Flash Interface, CFI)。该标准定义了闪存设备的标准化接口,以便于不同厂商的闪存芯片可以在统一的框架下被识别和操作,这在嵌入式系统的开发中尤为重要,特别是在U-Boot等引导加载程序中对闪存的支持。 JEP122 标准文档详细描述了CFI接口的电气特性、命令集、状态寄存器定义以及各种操作模式,如读取、写入、擦除等。此外,它还涵盖了与设备识别相关的JEDEC ID读取机制,这对于检测和初始化闪存设备常关键。例如,在U-Boot的`cfi_flash.c`文件中,函数`flash_detect_legacy`尝试通过调用`jedec_flash_probe`来探测闪存设备是否符合JEDEC标准,这一过程就依赖于JEP122中定义的规范[^1]。 ### 获取JEDEC JEP122标准的方法 1. **官方渠道**:最权威的方式是访问JEDEC官方网站(https://www.jedec.org/),在标准文档库中搜索JEP122。需要注意的是,部分标准文档可能需要注册账号或付费购买才能下载。 2. **技术社区与论坛**:一些技术社区或论坛可能会有用户分享的JEP122标准文档,这些资源通常免费,但其合法性和准确性需自行判断。例如,在Stack Overflow、GitHub、Reddit等平台上,有时可以看到开发者讨论并分享相关标准文档的链接。 3. **学术数据库**:某些学术数据库如IEEE Xplore、ScienceDirect等也可能收录了JEDEC标准文档,尤其是那些与电子工程、计算机科学密切相关的标准。如果拥有访问权限,可以通过这些平台下载JEP122。 4. **制造商网站**:部分闪存芯片制造商在其官方网站上提供了与自家产品兼容的标准文档,包括JEP122。例如,美光(Micron)、三星(Samsung)等公司的技术支持页面可能会提供相关文档作为开发支持的一部分。 5. **开源项目文档**:像U-Boot这样的开源项目在其文档或源码注释中经常引用JEDEC标准,有时甚至会直接包含标准的关键部分摘要,以帮助开发者更好地理解如何实现标准中的功能。查看U-Boot的官方文档或源码中的`cfi_flash.c`文件,可以找到与JEP122相关的实现细节[^1]。 ### JEDEC JEP122标准的应用场景 - **嵌入式系统开发**:在开发基于ARM架构或其他处理器的嵌入式系统时,开发者通常需要确保U-Boot或类似的引导加载程序能够正确识别和操作外部闪存芯片。JEP122标准为这一过程提供了必要的接口定义和技术规范。 - **固件开发**:对于需要直接与硬件交互的固件开发工作,了解JEP122有助于开发者编写更加稳定和高效的闪存管理代码- **硬件设计**:在设计包含闪存芯片的电路板时,硬件工程师可以依据JEP122标准选择兼容的闪存设备,并确保其与主控芯片之间的接口设计符合标准要求。 ### 示例代码:JEDEC ID读取 以下是一个简化的示例代码,展示了如何在U-Boot环境中读取闪存设备的JEDEC ID。这段代码假设使用的是CFI兼容的闪存设备,并且已经正确初始化了内存映射。 ```c #include <common.h> #include <flash.h> #include <jffs2/jffs2.h> #include <asm/io.h> #define FLASH_BASE 0x80000000 // 假设闪存基地址为0x80000000 #define FLASH_SIZE 0x1000000 // 假设闪存大小为16MB unsigned int read_jedec_id(void) { void __iomem *flash_base = ioremap(FLASH_BASE, FLASH_SIZE); unsigned int jedec_id; // 发送读取JEDEC ID命令 writel(0x90, flash_base); // 进入ID模式 // 读取JEDEC ID jedec_id = readl(flash_base); iounmap(flash_base); return jedec_id; } int main(void) { unsigned int id = read_jedec_id(); printf("JEDEC ID: 0x%08X\n", id); return 0; } ``` 请注意,实际应用中需要根据具体的硬件平台和闪存型号调整基地址、命令序列以及读写方式。此外,U-Boot内部已经封装了较为完善的闪存操作函数,开发者可以直接调用这些API来实现JEDEC ID的读取,而无需手动编写底层寄存器操作代码
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

如之

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值