u-boot移植(二)---修改前工作:代码流程分析1

时间:2023-03-08 15:40:51
u-boot移植(二)---修改前工作:代码流程分析1

一、代码执行总体流程图

1.1 代码路径 

  • U-boot.lds (arch\arm\cpu)

  • vectors.S (arch\arm\lib)

  • start.S (arch\arm\cpu\arm920t)

  • lowlevel_init.S (board\samsung\jz2440)

  • crt0.S (arch\arm\lib)

  • relocate.S (arch\arm\lib)

  • Board_init.c (common\init)

  • Board_f.c (common)

  • Jz2440.h (include\configs)

  • Generic-asm-offsets.h (include\generated)

1.2 启动代码流程图

  u-boot移植(二)---修改前工作:代码流程分析1

二、链接文件

  目录:u-boot-2017.03/arch/arm/cpu

  文件:u-boot.lds

  编写好的 .lds 文件,在用 arm-Linux-ld 连接命令时带 -Tfilename 来调用执行,如:arm-linux-ld-Tnand.lds x.o y.o -o xy.o

  也用-Ttext参数直接指定连接地址,如 arm-linux-ld-Ttext 0x30000000 x.o y.o -oxy.o

  既然程序有了两种地址,就涉及到一些跳转指令的区别。 
  ARM汇编中,常有两种跳转方法:b跳转指令、ldr指令向PC赋值。 
  要特别注意这两条指令的意思: 
  1> b step:b跳转指令是相对跳转,依赖当前PC的值,偏移量是通过该指令本身的bit[23:0]算出来的,这使得使用b指令的程序不依赖于要跳到的代码的位置,只看指令本身。 
  2> ldr pc, =board_init_r :该指令是一个伪指令编译后会生成以下代码:ldr pc, [pc, #8]

    从内存中的某个位置读出数据并赋给PC,同样依赖当前PC的值,所以可以用它实现从Flash到RAM的程序跳转。

  2种方式指明程序地址,这里分析下第二种方式,在根目录 Makefile文件有如下一行:

  u-boot移植(二)---修改前工作:代码流程分析1

  在文件 include/configs/jz2440.h 有定义:

  u-boot移植(二)---修改前工作:代码流程分析1

  我们在这里可以用下面的命令生成 u-boot.dis文件(注意交叉编译器的名字):

  arm-2440-linux-gnueabi-objdump -D -m arm u-boot > u-boot.dis

  u-boot移植(二)---修改前工作:代码流程分析1

  在0 地址执行的是 _start.S文件,然后跳转到reset执行,接着定义异常向量表:

  u-boot移植(二)---修改前工作:代码流程分析1

  在u-boot.lds 脚本中并没有指定基地址, 根目录下的 u-boot 脚本是由 arch/arm/cpu/u-boot.lds 在编译的时候生成的,所以如果要修改u-boot.lds 需要找到正确的地方。

  u-boot.lds 分析:  1 #include <config.h>

 /* 指定输出可执行文件是elf格式,32位ARM指令,小端模式  */
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm) /* 指定输出文件的的平台体系为ARM */
ENTRY(_start) /* 指定可执行映像文件的起始段的段名是 _start,这里跳转到vector.S执行 */
SECTIONS
{
/DISCARD/ : { *(.rel._secure*) }
/* 指定可执行的 image 文件的全局入口点,通常这个地址都发给你法rom(flash)0x0位置。
* 必须使编译器知道这个地址,一般不修改此处,而是修改其它地方的宏定义*/
. = 0x00000000;
. = ALIGN();
.text :
{
/* 映像文件赋值起始地址,它在文件 arch/arm/lib/sections.c 中定义:
* char __image_copy_start[0] __attribute__((section(".__image_copy_start")));*/
*(.__image_copy_start)
/* arch/arm/lib/vectors.S 里有一句:.section ".vectors" */
/* 这里的 vectors 是让vector.S 链接的二进制文件的开头部分 */
*(.vectors)
CPUDIR/start.o (.text*) /* 执行 start.S */
*(.text*) /* 其他代码 */
} . = ALIGN();
/* 只读数据段,所有的只读数据段都放在这个位置 */
.rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) } . = ALIGN();
/* 可读写数据段,所有的可读写数据段都放在这个位置 */
.data : {
*(.data*)
} . = ALIGN(); . = .; . = ALIGN();
    /* U-BOOT命令段 */
.u_boot_list : {
KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));
} . = ALIGN(); .image_copy_end :
{
*(.__image_copy_end)
}

    /* 相对动态信息段 */
.rel_dyn_start :
{
*(.__rel_dyn_start)
} .rel.dyn : {
*(.rel*)
} .rel_dyn_end :
{
*(.__rel_dyn_end)
} .end :
{
*(.__end)
} _image_binary_end = .; /*
* Deprecated: this MMU section is used by pxa at present but
* should not be used by new boards/CPUs.
*/
. = ALIGN();
.mmutable : {
*(.mmutable)
} /*
* Compiler-generated __bss_start and __bss_end, see arch/arm/lib/bss.c
* __bss_base and __bss_limit are for linker only (overlay ordering)

     * bss段,里面放置的是初始值为0的全局变量和静态变量,这些变量不会保存在
        * 二进制文件中

  */

     .bss_start __rel_dyn_start (OVERLAY) : {
KEEP(*(.__bss_start));
__bss_base = .;
} .bss __bss_base (OVERLAY) : {
*(.bss*)
. = ALIGN();
__bss_limit = .;
} .bss_end __bss_limit (OVERLAY) : {
KEEP(*(.__bss_end));
} .dynsym _image_binary_end : { *(.dynsym) }
.dynbss : { *(.dynbss) }
.dynstr : { *(.dynstr*) }
.dynamic : { *(.dynamic*) }
.plt : { *(.plt*) }
.interp : { *(.interp*) }
.gnu.hash : { *(.gnu.hash) }
.gnu : { *(.gnu*) }
.ARM.exidx : { *(.ARM.exidx*) }
.gnu.linkonce.armexidx : { *(.gnu.linkonce.armexidx.*) }
}

  链接执行,首先是进入到arch/arm/vector.S 中执行,在其中执行 _start.S ,_start.S 的首行就跳转到 start.S 中的 reset 中去执行了。

  这里没有执行SPL,若要加上SPL,则还需要加上 nandflash

  链接脚本暂时的流程为:

  u-boot移植(二)---修改前工作:代码流程分析1

  跳转A处,A代码在Vector.S中,执行_start.S代码,下一节看 _start.S的代码,并分析其过程。

备注:后续会更新此文档