uboot引导内核全过程

本文讲述uboot引导内核启动的全部过程，uboot版本为2010.06

1、arch/arm/cpu/hi3536/u-boot.lds

         连接文件，不同平台不一样。

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm","elf32-littlearm", "elf32-littlearm") //elf格式 32位，小端

OUTPUT_ARCH(arm)//arm架构

ENTRY(_start)//代码进入点arch/arm/cpu/hi3536/start.S中定义，一切从这里开始

SECTIONS

{

    .= 0x00000000; //可执行文件入口地址

 

    .= ALIGN(4);

   .text   ://代码段

    {

       __text_start = .;

       arch/arm/cpu/hi3536/start.o (.text)

       drivers/ddr/ddr_training_impl.o (.text)

       drivers/ddr/ddr_training_ctl.o (.text)

       drivers/ddr/ddr_training_boot.o (.text)

       drivers/ddr/ddr_training_custom.o (.text)

       __init_end = .;

       ASSERT(((__init_end - __text_start) < 0x16000), "init sectionstoo big!");

       *(.text)

}

 

    .= ALIGN(4);

   .rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) } //只读数据段

 

    .= ALIGN(4);

   .data : { *(.data) } //数据段

 

    .= ALIGN(4);

   .got : { *(.got) }

 

   __u_boot_cmd_start = .; //存放uboot命令

   .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }

   __u_boot_cmd_end = .;

 

    .= ALIGN(4);

   __bss_start = .; //bss段

   .bss : { *(.bss) }

   _end = .;

}

 

2、arch/arm/cpu/hi3536/start.S

         Arm在uboot下的入口文件，纯汇编，由于代码太多，这里描述基本过程：

（1）定义入口

.globl _start

_start: b  reset //跳转到复位

         //以下是各种异常处理入口定义

   ldr pc, _undefined_instruction

   ldr pc, _software_interrupt

   ldr pc, _prefetch_abort

   ldr pc, _data_abort

   ldr pc, _not_used

   ldr pc, _irq

   ldr pc, _fiq

 

（2）进入reset第一步

A. set the cpu to SVC32 mode

B. Invalidate L1 I/D

C. Invalidate L1 D-cache

D. disable MMU stuff and caches

 

（3）第二步

判断boot方式，从bootrom / spi /nand中的一种启动，撤销地址空间映射。

假设启动方式为spi nor flash启动，这时起始地址空间映射到spi nor flash地址空间，但是spi nor flash不能直接执行代码，这里猜测是：映射后硬件自己从spi nor flash中将部分代码搬运到内部开始执行。

（4）第三步

进行pll /flash/ddr等的初始化

 

（5）第4步

拷贝flash数据到DDR空间。在这步之前只是搬运了初始化用的最基本的部分到内部，但是整个uboot并未搬运到DDR，这里则进行完整的搬运：r1-DDR地址0x40c00000(src/board/hi3536/config.mk中定义)，r0-flash地址为spi地址，r2大小为_bss_start- _armboot_start（_start）,memcpy（r1, r0, r2）。内存布局见第8节

根据uboot.map可以看到连接收地址发生了变化从0x40c00000开始，修改这个的地方由底层的config.mk完成：

LDFLAGS += -Bstatic -T $(obj)u-boot.lds$(PLATFORM_LDFLAGS)

ifneq ($(TEXT_BASE),)

LDFLAGS += -Ttext $(TEXT_BASE)

endif

连接地址替换成TEXT_BASE（src/board/hi3536/config.mk定义）

 

（6）第5步

跳转到DDR，进入第一个C语言入口

clbss_l:                                                                                                                                         

   str r2, [r0]        @ clear BSSlocation                                                                                                      

   cmp r0, r1          @ are we atthe end yet                                                                                                  

   add r0, r0, #4      @ incrementclear index pointer                                                                                          

   bne cl