U-BOOT移植过程详解: SPL

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申明

  本着学习交流的原则, 将个人移植u-boot的过程做一个记录. 文章参考了csdn blog里面的很多内容, 有的已经记不得出处了, 只好把当时的摘要直接贴出来. 如果冒犯, 还请见谅. 如有侵权, 请与我邮件联系. 谢谢!

SPL

SPL是uboot第一阶段执行的代码. 主要负责搬移uboot第二阶段的代码到内存中运行. SPL是由固化在芯片内部的ROM引导的. 我们知道很多芯片厂商固化的ROM支持从nandflash, SDCARD等外部介质启动. 所谓启动, 就是从这些外部介质中搬移一段固定大小(4K/8K/16K等)的代码到内部RAM中运行. 这里搬移的就是SPL. 在最新版本的uboot中, 可以看到SPL也支持nandflash, SDCARD等多种启动方式.  当SPL本身被搬移到内部RAM中运行时, 它会从nandflash, SDCARD等外部介质中搬移uboot第二阶段的代码到外部内存中.

SPL的文件组成

当我们在uboot下执行make命令的时候, 它最核心的功能是执行Makefile中的all目标编译出相应的文件. 我们来看看这个all目标

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1. all:        $(ALL-y) $(SUBDIR_EXAMPLES)  

all依赖于 $(ALL-y) 和 $(SUBDIR_EXAMPLES), 这里我只关注ALL-y, 如下:

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1. # Always append ALL so that arch config.mk's can add custom ones  
2. ALL-y += $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map  
3.   
4. ALL-$(CONFIG_NAND_U_BOOT) += $(obj)u-boot-nand.bin  
5. ALL-$(CONFIG_ONENAND_U_BOOT) += $(obj)u-boot-onenand.bin  
6. ALL-$(CONFIG_SPL) += $(obj)spl/u-boot-spl.bin  
7. ALL-$(CONFIG_SPL_FRAMEWORK) += $(obj)u-boot.img  
8. ALL-$(CONFIG_TPL) += $(obj)tpl/u-boot-tpl.bin  
9. ALL-$(CONFIG_OF_SEPARATE) += $(obj)u-boot.dtb $(obj)u-boot-dtb.bin  
10. ifneq ($(CONFIG_SPL_TARGET),)  
11. ALL-$(CONFIG_SPL) += $(obj)$(subst ",,$(CONFIG_SPL_TARGET))  
12. endif  
13.   
14. # enable combined SPL/u-boot/dtb rules for tegra  
15. ifneq ($(CONFIG_TEGRA),)  
16. ifeq ($(CONFIG_OF_SEPARATE),y)  
17. ALL-y += $(obj)u-boot-dtb-tegra.bin  
18. else  
19. ALL-y += $(obj)u-boot-nodtb-tegra.bin  
20. endif  
21. endif  

因为本节是讨论SPL, 所以我们只关注其中的一句 ALL-$(CONFIG_SPL) += $(obj)spl/u-boot-spl.bin

这句话表明

• 必须定义CONFIG_SPL才能编译出spl的bin: 一般在"include/configs/${CONFIG_NAME}.h"中定义
• SPL的bin依赖于u-boot-spl.bin

接着往下看

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1. $(obj)spl/u-boot-spl.bin:   $(SUBDIR_TOOLS) depend  
2.         $(MAKE) -C spl all  

这里可以发现, u-boot-spl.bin依赖于 $(SUBDIR_TOOLS) depend

• $(SUBDIR_TOOLS) : 暂不分析
  
• depend: 参考附录中的depend
• 进入spl目录, 执行make all

接下来进入spl目录, 看看它的Makefile : 这里只分析与SPL相关的部分

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1. CONFIG_SPL_BUILD := y  
2. export CONFIG_SPL_BUILD  

• export CONFIG_SPL_BUILD: 在接下来的编译中, 这个变量为y. 从后面的分析中可以看到, uboot的stage1, stage2阶段的代码用的是同一个Start.S, 只不过在Start.S中用#ifdef CONFIG_SPL_BUILD这种条件编译来区分. 类似的还有其他一些文件.

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1. HAVE_VENDOR_COMMON_LIB = $(if $(wildcard $(SRCTREE)/board/$(VENDOR)/common/Makefile),y,n)  

• [cpp]  view plain  copy

   

  1. 如果board/$(VENDOR)/common目录中有Makefile文件，则HAVE_VENDOR_COMMON_LIB为y否则为n  

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1. ifdef   CONFIG_SPL_START_S_PATH  
2. START_PATH := $(subst ",,$(CONFIG_SPL_START_S_PATH))  
3. else  
4. START_PATH := $(CPUDIR)  
5. endif  

• 我们这里没有定义CONFIG_SPL_START_S_PATH, 所以START_PATH := $(CPUDIR)

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1. START := $(START_PATH)/start.o  

• 依赖start.o, 综合来看, 就是要把CPUDIR下的start.S编译进来.

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1. LIBS-y += arch/$(ARCH)/lib/lib$(ARCH).o  

• 依赖lib$(ARCH).o, 具体来看, 就是依赖arch/arm/lib/libarm.o

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1. LIBS-y += $(CPUDIR)/lib$(CPU).o  

• 依赖lib$(CPU).o, 具体来看, 就是依赖arch/arm/cpu/armv7/libarmv7.o

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1. ifdef SOC  
2. LIBS-y += $(CPUDIR)/$(SOC)/lib$(SOC).o  
3. endif  

• 如果定义了SOC, 则依赖lib$(SOC).o, 具体来看, 就是依赖arch/arm/cpu/s5pc1xx/libs5pc1xx.o

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1. LIBS-y += board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).o  

• 依赖lib$(BOARD).o, 具体来看, 就是依赖board/samsung/tiny210/libtiny210.o

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1. LIBS-$(HAVE_VENDOR_COMMON_LIB) += board/$(VENDOR)/common/lib$(VENDOR).o  

• 如果HAVE_VENDOR_COMMON_LIB为y, 则依赖lib$(VENDOR).o, 具体来看, 就是依赖board/samsung/common/libsamsung.o

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1. LIBS-$(CONFIG_SPL_FRAMEWORK) += common/spl/libspl.o  
2. LIBS-$(CONFIG_SPL_LIBCOMMON_SUPPORT) += common/libcommon.o  
3. LIBS-$(CONFIG_SPL_LIBDISK_SUPPORT) += disk/libdisk.o  
4. LIBS-$(CONFIG_SPL_I2C_SUPPORT) += drivers/i2c/libi2c.o  
5. LIBS-$(CONFIG_SPL_GPIO_SUPPORT) += drivers/gpio/libgpio.o  
6. LIBS-$(CONFIG_SPL_MMC_SUPPORT) += drivers/mmc/libmmc.o  
7. LIBS-$(CONFIG_SPL_SERIAL_SUPPORT) += drivers/serial/libserial.o  
8. LIBS-$(CONFIG_SPL_SPI_FLASH_SUPPORT) += drivers/mtd/spi/libspi_flash.o  
9. LIBS-$(CONFIG_SPL_SPI_SUPPORT) += drivers/spi/libspi.o  
10. LIBS-$(CONFIG_SPL_FAT_SUPPORT) += fs/fat/libfat.o  
11. LIBS-$(CONFIG_SPL_LIBGENERIC_SUPPORT) += lib/libgeneric.o  
12. LIBS-$(CONFIG_SPL_POWER_SUPPORT) += drivers/power/libpower.o \  
13.     drivers/power/pmic/libpmic.o  
14. LIBS-$(CONFIG_SPL_NAND_SUPPORT) += drivers/mtd/nand/libnand.o  
15. LIBS-$(CONFIG_SPL_ONENAND_SUPPORT) += drivers/mtd/onenand/libonenand.o  
16. LIBS-$(CONFIG_SPL_DMA_SUPPORT) += drivers/dma/libdma.o  
17. LIBS-$(CONFIG_SPL_POST_MEM_SUPPORT) += post/drivers/memory.o  
18. LIBS-$(CONFIG_SPL_NET_SUPPORT) += net/libnet.o  
19. LIBS-$(CONFIG_SPL_ETH_SUPPORT) += drivers/net/libnet.o  
20. LIBS-$(CONFIG_SPL_ETH_SUPPORT) += drivers/net/phy/libphy.o  
21. LIBS-$(CONFIG_SPL_USBETH_SUPPORT) += drivers/net/phy/libphy.o  
22. LIBS-$(CONFIG_SPL_MUSB_NEW_SUPPORT) += drivers/usb/musb-new/libusb_musb-new.o  
23. LIBS-$(CONFIG_SPL_USBETH_SUPPORT) += drivers/usb/gadget/libusb_gadget.o  
24. LIBS-$(CONFIG_SPL_WATCHDOG_SUPPORT) += drivers/watchdog/libwatchdog.o  

• 根据具体配置, 选择相应的依赖关系

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1. ifeq ($(SOC),exynos)  
2. LIBS-y += $(CPUDIR)/s5p-common/libs5p-common.o  
3. endif  

• 如果SOC为exynos, 则依赖libs5p-common.o, 我们这里的SOC为s5pc1xx, 所以不依赖

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1. START := $(addprefix $(SPLTREE)/,$(START))  
2. LIBS := $(addprefix $(SPLTREE)/,$(sort $(LIBS-y)))  

• 给START和LIBS加上前缀, $(SPLTREE), 具体来看, 就是编译过程中生成的.o文件都会放到spl/目录下面

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1. # Linker Script  
2. ifdef CONFIG_SPL_LDSCRIPT  
3. # need to strip off double quotes  
4. LDSCRIPT := $(addprefix $(SRCTREE)/,$(subst ",,$(CONFIG_SPL_LDSCRIPT)))  
5. endif  
6.   
7. ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)  
8.     LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot-spl.lds  
9. endif  
10. ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)  
11.     LDSCRIPT := $(TOPDIR)/$(CPUDIR)/u-boot-spl.lds  
12. endif  
13. ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)  
14.     LDSCRIPT := $(TOPDIR)/arch/$(ARCH)/cpu/u-boot-spl.lds  
15. endif  
16. ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)  
17. $(error could not find linker script)  
18. endif  

• 找到spl的链接配置文件, 具体来看, 用的是arch/arm/cpu下的u-boot-spl.lds

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1. ALL-y   += $(obj)$(SPL_BIN).bin  
2.   
3. ifdef CONFIG_SAMSUNG  
4. ALL-y   += $(obj)$(BOARD)-spl.bin  
5. endif  
6.   
7. all:    $(ALL-y)  
8.   
9. ifdef CONFIG_SAMSUNG  
10. $(obj)$(BOARD)-spl.bin: $(obj)u-boot-spl.bin  
11.     $(OBJTREE)/tools/mk$(BOARD)spl \  
12.         $(obj)u-boot-spl.bin $(obj)$(BOARD)-spl.bin  
13. endif  
14.   
15. $(obj)$(SPL_BIN).bin:   $(obj)$(SPL_BIN)  
16.     $(OBJCOPY) $(OBJCFLAGS) -O binary $< $@  
17.   
18. GEN_UBOOT = \  
19.     cd $(obj) && $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_$(@F)) $(__START) \  
20.         --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \  
21.         -Map $(SPL_BIN).map -o $(SPL_BIN)  
22.   
23. $(obj)$(SPL_BIN):   depend $(START) $(LIBS) $(obj)u-boot-spl.lds  
24.     $(GEN_UBOOT)  
25.   
26. $(START):   depend  
27.     $(MAKE) -C $(SRCTREE)/$(START_PATH) $@  
28.   
29. $(LIBS):    depend  
30.     $(MAKE) -C $(SRCTREE)$(dir $(subst $(SPLTREE),,$@))  
31.   
32. $(obj)u-boot-spl.lds: $(LDSCRIPT) depend  
33.     $(CPP) $(CPPFLAGS) $(LDPPFLAGS) -I$(obj). -ansi -D__ASSEMBLY__ -P - < $< > $@  
34.   
35. depend: $(obj).depend  
36. .PHONY: depend  

• all: $(ALL-y), 还记得本篇上面说的, 进入到spl目录下之后干啥事吗? 没错, 执行make all, 其实执行的就是这里的all目标. 它依赖$(ALL-y). 具体的依赖关系就不赘述了, 顺藤摸瓜即可
• ifdef CONFIG_SAMSUNG: 这个是针对Samsung平台的特殊之处. 
  
  • 利用tools/mk$(BOARD)spl这个工具, 将u-boot-spl.bin转为$(BOARD)-spl.bin
    • 转换的本质, 就是在u-boot-spl.bin前面加入head info.关于head info是什么, 可以参考文档S5PV210_iROM_ApplicationNote_Preliminary_20091126.pdf. 顺便可以理解一下samsung芯片的启动流程
  • tools/mk$(BOARD)spl这个工具是在tools/Makefile里面生成的.
    

OK, 分析结束, 接下来, 就基于我们上面的分析开始分析代码了.

SPL代码分析

u-boot-spl.lds: 它的位置在上文中我们分析了

• 根据u-boot-spl.lds中的规则, 我们知道CPUDIR/start.o被放在了最前面. 它所对应的文件就是arch/arm/cpu/armv7/start.S

start.S

下面我们看看start.S

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1. .globl _start  
2. _start: b   reset  
3.     ldr pc, _undefined_instruction  
4.     ldr pc, _software_interrupt  
5.     ldr pc, _prefetch_abort  
6.     ldr pc, _data_abort  
7.     ldr pc, _not_used  
8.     ldr pc, _irq  
9.     ldr pc, _fiq  

• _start是我们在lds里面指定的ENTRY(_start)
• 首先会跳转到reset处
• ldr  pc, _xxx定义的是中断向量表

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1. #ifdef CONFIG_SPL_BUILD  
2. _undefined_instruction: .word _undefined_instruction  
3. _software_interrupt:    .word _software_interrupt  
4. _prefetch_abort:    .word _prefetch_abort  
5. _data_abort:        .word _data_abort  
6. _not_used:      .word _not_used  
7. _irq:           .word _irq  
8. _fiq:           .word _fiq  
9. _pad:           .word 0x12345678 /* now 16*4=64 */  
10. #else  
11. _undefined_instruction: .word undefined_instruction  
12. _software_interrupt:    .word software_interrupt  
13. _prefetch_abort:    .word prefetch_abort  
14. _data_abort:        .word data_abort  
15. _not_used:      .word not_used  
16. _irq:           .word irq  
17. _fiq:           .word fiq  
18. _pad:           .word 0x12345678 /* now 16*4=64 */  
19. #endif  /* CONFIG_SPL_BUILD */  

• 当CONFIG了SPL_BUILD之后, 一旦发生异常中断, 就会进入死循环. 所以我们的SPL里面不允许出发异常中断
• 不过正常的uboot(即stage2阶段)还是可以处理异常中断的.

reset

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1. /*  
2.  * the actual reset code  
3.  */  
4.   
5. reset:  
6.     bl  save_boot_params  
7.     /*  
8.      * disable interrupts (FIQ and IRQ), also set the cpu to SVC32 mode,  
9.      * except if in HYP mode already  
10.      */  
11.     mrs r0, cpsr  
12.     and r1, r0, #0x1f       @ mask mode bits  
13.     teq r1, #0x1a       @ test for HYP mode  
14.     bicne   r0, r0, #0x1f       @ clear all mode bits  
15.     orrne   r0, r0, #0x13       @ set SVC mode  
16.     orr r0, r0, #0xc0       @ disable FIQ and IRQ  
17.     msr cpsr,r0  
18.   
19.         /* ........ */  
20.     /* the mask ROM code should have PLL and others stable */  
21. #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT  
22.     bl  cpu_init_cp15  
23.     bl  cpu_init_crit  
24. #endif  
25.   
26.     bl  _main  

当初次上电或者复位时, Uboot最新运行的就是这里的代码

• bl save_boot_params: 如果没有重新定义save_boot_params，则使用<arch/arm/cpu/armv7/start.S>中的save_boot_params。其不做任何事情，直接返回
• 禁止FIQ, IRQ; 设置CPU工作在SVC32模式
• bl cpu_init_cp15: (I/D-Cache, MMU, TLBs),具体见下面代码中注释
  
• bl    cpu_init_crit    :  主要是设置CPU的PLL, GPIO管脚复用, memory等. 具体见下面
• bl    _main              :  跳转到<arch/arm/lib/crt0.S>中的_main. 具体见下面

cpu_init_cp15

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1. /*************************************************************************  
2.  *  
3.  * cpu_init_cp15  
4.  *  
5.  * Setup CP15 registers (cache, MMU, TLBs). The I-cache is turned on unless  
6.  * CONFIG_SYS_ICACHE_OFF is defined.  
7.  *  
8.  *************************************************************************/  
9. ENTRY(cpu_init_cp15)  
10.     /*  
11.      * Invalidate L1 I/D  
12.      */  
13.     mov r0, #0          @ set up for MCR  
14.     mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ invalidate TLBs  
15.     mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ invalidate icache  
16.     mcr p15, 0, r0, c7, c5, 6   @ invalidate BP array  
17.     mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ DSB  
18.     mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 4   @ ISB  
19.   
20.     /*  
21.      * disable MMU stuff and caches  
22.      */  
23.     mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0  
24.     bic r0, r0, #0x00002000 @ clear bits 13 (--V-)  
25.     bic r0, r0, #0x00000007 @ clear bits 2:0 (-CAM)  
26.     orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 1 (--A-) Align  
27.     orr r0, r0, #0x00000800 @ set bit 11 (Z---) BTB  
28. #ifdef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF  
29.     bic r0, r0, #0x00001000 @ clear bit 12 (I) I-cache  
30. #else  
31.     orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-cache  
32. #endif  
33.     mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0  
34.   
35. #ifdef CONFIG_ARM_ERRATA_716044  
36.     mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read system control register  
37.     orr r0, r0, #1 << 11  @ set bit #11  
38.     mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ write system control register  
39. #endif  
40.   
41. #ifdef CONFIG_ARM_ERRATA_742230  
42.     mrc p15, 0, r0, c15, c0, 1  @ read diagnostic register  
43.     orr r0, r0, #1 << 4       @ set bit #4  
44.     mcr p15, 0, r0, c15, c0, 1  @ write diagnostic register  
45. #endif  
46.   
47. #ifdef CONFIG_ARM_ERRATA_743622  
48.     mrc p15, 0, r0, c15, c0, 1  @ read diagnostic register  
49.     orr r0, r0, #1 << 6       @ set bit #6  
50.     mcr p15, 0, r0, c15, c0, 1  @ write diagnostic register  
51. #endif  
52.   
53. #ifdef CONFIG_ARM_ERRATA_751472  
54.     mrc p15, 0, r0, c15, c0, 1  @ read diagnostic register  
55.     orr r0, r0, #1 << 11  @ set bit #11  
56.     mcr p15, 0, r0, c15, c0, 1  @ write diagnostic register  
57. #endif  
58.   
59.     mov pc, lr          @ back to my caller  
60. ENDPROC(cpu_init_cp15)  

cpu_init_crit

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1. #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT  
2. /*************************************************************************  
3.  *  
4.  * CPU_init_critical registers  
5.  *  
6.  * setup important registers  
7.  * setup memory timing  
8.  *  
9.  *************************************************************************/  
10. ENTRY(cpu_init_crit)  
11.     /*  
12.      * Jump to board specific initialization...  
13.      * The Mask ROM will have already initialized  
14.      * basic memory. Go here to bump up clock rate and handle  
15.      * wake up conditions.  
16.      */  
17.     b   lowlevel_init       @ go setup pll,mux,memory  
18. ENDPROC(cpu_init_crit)  
19. #endif  

• b lowlevel_init : 跳转到<arch/arm/cpu/armv7/lowlevel_init.S>中的lowlevel_init

lowlevel_init.S

lowlevel_init

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1. #include <asm-offsets.h>  
2. #include <config.h>  
3. #include <linux/linkage.h>  
4.   
5. ENTRY(lowlevel_init)  
6.     /*  
7.      * Setup a temporary stack  
8.      */  
9.     ldr sp, =CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR  
10.     bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */  
11. #ifdef CONFIG_SPL_BUILD  
12.     ldr r9, =gdata  
13. #else  
14.     sub sp, #GD_SIZE  
15.     bic sp, sp, #7  
16.     mov r9, sp  
17. #endif  
18.     /*  
19.      * Save the old lr(passed in ip) and the current lr to stack  
20.      */  
21.     push    {ip, lr}  
22.   
23.     /*  
24.      * go setup pll, mux, memory  
25.      */  
26.     bl  s_init  
27.     pop {ip, pc}  

以前老版本的uboot, lowlevel_init一般都是在board/xxx下面的板级文件夹下面实现的. 现在直接放到CPUDIR下面了, 那它做了什么事情呢

• 对stack pointer赋值成CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR
  
• 确保sp是8字节对齐
  
• 将gdata的地址存入到r9寄存器中
  
• 跳转到 s_init: 这个s_init就需要芯片厂商或者我们自己在板级文件里面实现了. 它主要做的事情
  • setup pll, mux, memory
    

我个人感觉, 新版本的uboot在CPUDIR下实现了一个lowlevel_init.S文件, 主要目标是初始化sp, 这样s_init就可以用C语言实现了. 而以前的老版本里面, s_init里面要做的事情都是用汇编做的.

crt0.S

_main

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1. ENTRY(_main)  
2.   
3. /*  
4.  * Set up initial C runtime environment and call board_init_f(0).  
5.  */  
6.   
7. #if defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK)  
8.     ldr sp, =(CONFIG_SPL_STACK)  
9. #else  
10.     ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)  
11. #endif  
12.     bic sp, sp, #7  /* 8-byte alignment for ABI compliance */  
13.     sub sp, #GD_SIZE    /* allocate one GD above SP */  
14.     bic sp, sp, #7  /* 8-byte alignment for ABI compliance */  
15.     mov r9, sp      /* GD is above SP */  
16.     mov r0, #0  
17.     bl  board_init_f  

• 重新对SP赋值, 确认sp是8字对齐
  
• 在栈顶保留一个global_data的大小, 这个global_data是uboot里面的一个全局数据, 很多地方都会用到. 俗称 gd_t
  
• 确认更新后的sp是8字对齐
  
• r9指向global_data, 后面别的地方想用global_data时候, 可以直接从r9里面获取地址.
  
• r0赋值0
  
• bl board_init_f: 跳转到board_init_f. 在编译SPL时, 分析Makefile可以看出, 该函数的实现是在<arch/arm/lib/spl.c>. 
  

arch/arm/lib/spl.c

board_init_f

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1. /*  
2.  * In the context of SPL, board_init_f must ensure that any clocks/etc for  
3.  * DDR are enabled, ensure that the stack pointer is valid, clear the BSS  
4.  * and call board_init_f.  We provide this version by default but mark it  
5.  * as __weak to allow for platforms to do this in their own way if needed.  
6.  */  
7. void __weak board_init_f(ulong dummy)  
8. {  
9.     /* Clear the BSS. */  
10.     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);  
11.   
12.     /* Set global data pointer. */  
13.     gd = &gdata;  
14.   
15.     board_init_r(NULL, 0);  
16. }  

• __weak: 表明该函数可以被重新定义
• 对BSS段进行清零操作
  
• gd = &gdata;
  
  • gd的定义在DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR <arch/arm/include/asm/global_data.h>
    • #define DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR     register volatile gd_t *gd asm ("r9")
      
      • 还记得r9这个寄存器吗, 在上面初始化过了
  • gdata的定义在本文件中: gd_t gdata __attribute__ ((section(".data")));  
    
    • 它是一个 gd_t 也就是global_data类型的变量
    • __attribute__表示这个变量会被放到".data"这个输入段中. 连接器会把输入段按照链接脚本(u-boot-spl.lds)里面指定的规则存放到输出段.
  • 为什么会有这个赋值操作, 不太明白...
• board_init_r : 在编译SPL时, 分析Makefile可以看出, 该函数的实现是在<common/spl/spl.c>
  

common/spl/spl.c

board_init_r

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1. #ifdef CONFIG_SYS_SPL_MALLOC_START  
2.     mem_malloc_init(CONFIG_SYS_SPL_MALLOC_START,  
3.             CONFIG_SYS_SPL_MALLOC_SIZE);  
4. #endif  

• 如果定义了：CONFIG_SYS_SPL_MALLOC_START, 则进行memory的malloc池初始化. 以后调用malloc就在这个池子里面分配内存

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1. #ifndef CONFIG_PPC  
2.     /*  
3.      * timer_init() does not exist on PPC systems. The timer is initialized  
4.      * and enabled (decrementer) in interrupt_init() here.  
5.      */  
6.     timer_init();  
7. #endif  

• 如果没有定义：CONFIG_PPC, 则进行timer的初始化. <arch/arm/cpu/armv7/s5p-common/timer.c>里面定义
  

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1. #ifdef CONFIG_SPL_BOARD_INIT  
2.     spl_board_init();  
3. #endif  

• SPL阶段, 如果还需要做什么初始化动作, 可以放在这里. 具体的实现可以在BOARDDIR下面.

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1. boot_device = spl_boot_device();  
2.     debug("boot device - %d\n", boot_device);  

• 必须实现spl_boot_device, 返回是从哪个外部设备启动的(NAND/SDCARD/NOR...). 可以厂商或者自己在BOARDDIR下面实现

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1.     switch (boot_device) {  
2. #ifdef CONFIG_SPL_RAM_DEVICE  
3.     case BOOT_DEVICE_RAM:  
4.         spl_ram_load_image();  
5.         break;  
6. #endif  
7. #ifdef CONFIG_SPL_MMC_SUPPORT  
8.     case BOOT_DEVICE_MMC1:  
9.     case BOOT_DEVICE_MMC2:  
10.     case BOOT_DEVICE_MMC2_2:  
11.         spl_mmc_load_image();  
12.         break;  
13. #endif  
14. #ifdef CONFIG_SPL_NAND_SUPPORT  
15.     case BOOT_DEVICE_NAND:  
16.         spl_nand_load_image();  
17.         break;  
18. #endif  
19. #ifdef CONFIG_SPL_ONENAND_SUPPORT  
20.     case BOOT_DEVICE_ONENAND:  
21.         spl_onenand_load_image();  
22.         break;  
23. #endif  
24. #ifdef CONFIG_SPL_NOR_SUPPORT  
25.     case BOOT_DEVICE_NOR:  
26.         spl_nor_load_image();  
27.         break;  
28. #endif  
29. #ifdef CONFIG_SPL_YMODEM_SUPPORT  
30.     case BOOT_DEVICE_UART:  
31.         spl_ymodem_load_image();  
32.         break;  
33. #endif  
34. #ifdef CONFIG_SPL_SPI_SUPPORT  
35.     case BOOT_DEVICE_SPI:  
36.         spl_spi_load_image();  
37.         break;  
38. #endif  
39. #ifdef CONFIG_SPL_ETH_SUPPORT  
40.     case BOOT_DEVICE_CPGMAC:  
41. #ifdef CONFIG_SPL_ETH_DEVICE  
42.         spl_net_load_image(CONFIG_SPL_ETH_DEVICE);  
43. #else  
44.         spl_net_load_image(NULL);  
45. #endif  
46.         break;  
47. #endif  
48. #ifdef CONFIG_SPL_USBETH_SUPPORT  
49.     case BOOT_DEVICE_USBETH:  
50.         spl_net_load_image("usb_ether");  
51.         break;  
52. #endif  
53.     default:  
54.         debug("SPL: Un-supported Boot Device\n");  
55.         hang();  
56.     }  

• 将image从具体的外部设备中load到ram中. 这里暂时先不分析具体的load过程.

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1.     switch (spl_image.os) {  
2.     case IH_OS_U_BOOT:  
3.         debug("Jumping to U-Boot\n");  
4.         break;  
5. #ifdef CONFIG_SPL_OS_BOOT  
6.     case IH_OS_LINUX:  
7.         debug("Jumping to Linux\n");  
8.         spl_board_prepare_for_linux();  
9.         jump_to_image_linux((void *)CONFIG_SYS_SPL_ARGS_ADDR);  
10. #endif  
11.     default:  
12.         debug("Unsupported OS image.. Jumping nevertheless..\n");  
13.     }  
14.     jump_to_image_no_args(&spl_image);  

• 判断image的类型
  
  • 如果是u-boot,则直接break, 去运行u-boot
    
  • 如果是Linux，则启动Linux
    

至此，SPL结束它的生命，控制权交于u-boot或Linux

在接下来的一篇中, 我们会分析当控制权交给u-boot之后, uboot的运行流程

总结

SPL移植注意点

• s_init: C语言实现此函数, 必须的. 如果是厂商提供的, 一般在arch/arm/cpu/xxx下面. 如果厂商没有提供, 我们可以在BOARDDIR下面实现. 主要完成以下功能
  • 设置CPU的PLL, GPIO管脚复用, memory等
    
• spl_board_init: C语言实现, 可选的.  如果是厂商提供的, 一般在arch/arm/cpu/xxx下面. 如果厂商没有提供, 我们可以在BOARDDIR下面实现. 主要完成的功能自己决定
  
• spl_boot_device: C语言实现, 必须的. 如果是厂商提供的, 一般在arch/arm/cpu/xxx下面. 如果厂商没有提供, 我们可以在BOARDDIR下面实现. 主要完成的功能
  
  • 返回是从什么设备启动的(NAND/SDCARD/Nor ...). 像Atmel, Samsung的芯片, 都是有办法做这个事情的.