ARM Uboot经历——Uboot初始化代码解析

时间：2022-12-22 19:49:13

Uboot初始化代码主要是在Uboot重定位之前的一系列处理，起源于start.s文件，涉及crt0.s和board.c等文件，会完成最系统环境最初始的设置和结构体赋值。


reset的相关处理

从_start跳转到reset

[cpp]  view plain copy
  1. .globl _start  
  2. _start: b   reset  

save_boot_params 改函数为weak函数，未定义任何内容。用户如过有任何参数要传递的，那么需要再次定义这个函数。
[cpp]  view plain copy
  1. reset:  
  2. bl  save_boot_params  
  3. #if defined(SIM_BREAKPOINT_WA)  
  4.     /* workaround to disable secure state */  
  5.     mrc     p15, #0, r0, c1, c1, #0  
  6.     orr r0, r0, #1  
  7.     mcr     p15, #0, r0, c1, c1, #0  
  8.     isb  
  9. #endif  

将ARM的模式修改为supervisor模式
[cpp]  view plain copy
  1. mrs r0, cpsr  
  2. bic r0, r0, #0x1f  
  3. orr r0, r0, #0xd3  
  4. msr cpsr,r0  

该宏已定义，表示会跳过底层设备的初始化
        cpu_init_cp15 用来设置cp15的一些功能，主要包括禁止cache，关闭MMU和TBL等功能
        cpu_init_crit 里面包含了lowlevel_init函数，用户可以自定义一些功能
[cpp]  view plain copy
  1. #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT  
  2.     bl  cpu_init_cp15  
  3.     bl  cpu_init_crit  
  4. #endif  

跳转到main函数
[cpp]  view plain copy
  1. bl  _main  

main函数的处理

SPL表示secondary program loader，是android等手机刷机的常用术语。二级boot的主要意思就是连续两次boot，第一次是一个很简单的boot，这boot完成的目的就是在初始化PLL和flash等东西，然后将真实的Image从flash中拷入实际内存，继而重新再启动一遍。第二遍就是真实的uboot流程。
这个SPL的主要目的就是当PLL等东西初始化完成后，第二级的boot时间会大幅度缩短；而由于第一级的boot内容很少，因此boot的过程也很短。因此采用SPL方式会缩短boot时间。这里最终SPL就是用来读写flash rom的。除此之外，SPL还会检查要刷的数据文件是否正确。
这并没有定义各种宏，因此最终的sp的地址为 CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR  = 0x0c001000 - 128 = 0xC000F80
[cpp]  view plain copy
  1. _main:  
  2. #if defined(CONFIG_NAND_SPL)  
  3.     /* deprecated, use instead CONFIG_SPL_BUILD */  
  4.     ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)  
  5. #elif defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK)  
  6.     ldr sp, =(CONFIG_SPL_STACK)  
  7. #else  
  8.     ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)  
  9. #endif  

GD的定义如下：
#define DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR     register volatile gd_t *gd asm ("r8")
表示GD永远使用r8寄存器来存储地址
调用 board_init_f函数
[cpp]  view plain copy
  1. bic sp, sp, #7  /* 8-byte alignment for ABI compliance */  
  2. sub sp, #GD_SIZE    /* allocate one GD above SP */  
  3. bic sp, sp, #7  /* 8-byte alignment for ABI compliance */  
  4. mov r8, sp      /* GD is above SP */  
  5. mov r0, #0  
  6. bl  board_init_f  


board_init_f函数

board_init_f函数是uboot主要完成初始化的函数，在arch/arm/lib/board.c中，这个函数的主要功能如下：
1）调用一个函数指针数组，这个函数指针数组保存了需要初始化的多个函数指针；
2）配置并初始化gd结构体和bd结构体；
3）传递相应参数给uboot重定位模块；

对于第一个功能，代码如下：
[cpp]  view plain copy
  1. for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {  
  2.     if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {  
  3.         hang ();  
  4.     }  
  5. }  
其中init_sequence是一个全局的函数指针数组，这个数组最后以NULL结尾，因此for循环会自动遍历这个数组来完成用户定义的所有初始化函数。这些初始化函数主要包括，DDR初始化，Timer初始化，I2C等串口初始化，Serial初始化等，当然用户可以自己根据自己是否需要来选择。

对于第二个功能，gd和bd模块，gd主要管理了内存划分，bd主要记录了可用SDRAM的起始位置和大小。
gd和bd两个结构体是uboot里面最重要的两个结构体，我想以后会另起一章。

对于第三个功能，传递的参数如下：
[cpp]  view plain copy
  1. void    relocate_code (ulong, gd_t *, ulong) __attribute__ ((noreturn));  

第一个堆栈指针，这个指针的位置是进过计算得出的；

第二个参数为gd的指针，这个gd指针是重定位后的地址；

第三个地址为重定位后的uboot的Image的起始位置；

注意这个函数是没有返回值的，调用这里完毕之后就直接进入uboot代码重定位过程了，至此，uboot的第一部分就结束了。

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