Arm linux启动分析（5）

二、U-boot链接脚本的介绍

1
uboot的链接脚本的内容及分析如下

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm",
"elf32-littlearm", "elf32-littlearm")

OUTPUT_ARCH(arm)

ENTRY(_start) //指定启动时的函数入口地址，_start在每个CPU的start.S中定义

//真正的启动运行地址段由TEXT_BASE宏定义在编译时由config.mk中定义

SECTIONS

{

.
= 0; //指定系统启动从偏移地址 0开始

.
= ALIGN(4); //地址进行4字节对其调整，确保低 2bit地址线为 0

.text : //定义.text段空间

{

cpu/sep4020/start.o (.text) //指定 start.o目标文件首先从.text段分配

*(.text) //后续.text段内容的分配

}

.
= ALIGN(4); //.text段处理后，进行4字节地址对其调整，然后分配.rodata段空间

.rodata
: { *(.rodata) }

.
= ALIGN(4); //4字节地址调整，然后分配.data段空间

.data
: { *(.data) }

.
= ALIGN(4); //4字节地址调整，然后分配.got段空间

.got
: { *(.got) }

__u_boot_cmd_start
= .; //定义.u_boot_cmd的段空间，

.u_boot_cmd
: { *(.u_boot_cmd) } //并且__u_boot_cmd_start符号指向段空间开始

__u_boot_cmd_end
= .; //__u_boot_cmd_end符号指向该段空间结束

armboot_end_data
= .; //
armboot_end_data符号指向之前所有分配完段的结束，

//后续将开始.bss段的分配

.
= ALIGN(4); //地址 4字节调整，开始分配.bss段空间

__bss_start
= .; //.bss段空间开始地址

.bss
: { *(.bss) }

_end
= .; //.bss段空间结束地址

}

说明1：标准应用程序包括 3 类标准段空间：.text 运行代段；.data 全局变量等具有初始值的数据空间；.bss暂态变量，堆栈等数据空间；

说明 2：.rodata，.got，.u_boot_cmd 等段空间由程序员设计需要而自行定义的段空间；

说明 3：本PPT采用 ARM720T
CPU 进行分析，其指令字长为 4字节，所以地址调整为 4 字节；

2
U-boot起始地址的指定

（1）在配置文件config.mk中154定义了CPPFLAGS 变量，其中指定了程序的链接基址为 TEXT_BASE

CPPFLAGS
:= $(DBGFLAGS) $(OPTFLAGS) $(RELFLAGS) -D__KERNEL__

ifneq
($(TEXT_BASE),)

CPPFLAGS
+= -DTEXT_BASE=$(TEXT_BASE)

Endif

（2）在其后又在172行CFLAGS 包含了CPPFLAGS变量

CFLAGS
:= $(CPPFLAGS) -Wall -Wstrict-prototypes

（3）然后在主Makefile中将config.mk进来了，这样其中的大部分变量都在编译过程中有固定的值了

#
load other configuration

include
$(TOPDIR)/config.mk

（4）在生成elf可执行文件u-boot的命令中就指定了链接标志LDFLAGS

$(obj)u-boot: depend
$(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBBOARD) $(LIBS)
$(LDSCRIPT)

cd
$(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS)
\

--start-group
$(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS)

-Map
u-boot.map -o u-boot

三、U-boot的相关代码分析

1、cpu/sep4020/start.S启动分析

.globl _start

_start:
b reset //复位向量

ldr pc,
_undefined_instruction

ldr pc,
_software_interrupt

ldr pc,
_prefetch_abort

ldr pc,
_data_abort

ldr pc,
_not_used

ldr pc,
_irq //中断向量

ldr pc,
_fiq //快速中断向量

_TEXT_BASE: //程序在SDRAM中运行的起始地址，即链接的起始地址

.word TEXT_BASE //
TEXT_BASE是链接时候的起始地址，在/board/prochip/UB4020/config.mk中定义的

.globl _armboot_start

_armboot_start: //程序运行起始地址，实际上是FLASH中程序的起始运行地址

.word _start

.globl _bss_start

_bss_start: //bss段的起始链接地址

.word __bss_start

.globl _bss_end

_bss_end: //bss段的链接结束地址

.word _end

reset://复位启动子程序

mrs r0,cpsr //设置 CPU为 SVC32模式

bic r0,r0,#0x1f

orr r0,r0,#0x13

msr cpsr,r0

ldr r0,
_TEXT_BASE//配置SVC模式的堆栈空间（在sdram中）

sub r0,
r0, #CFG_MALLOC_LEN

sub r0,
r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE

#ifdef CONFIG_USE_IRQ

sub r0,
r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)

#endif

sub sp,
r0, #12

#ifdef CONFIG_USE_IRQ

mov R4,
#0xD2 //切换 CPU为 IRQ模式

msr cpsr,
R4

ldr r0,
_TEXT_BASE //配置IRQ模式的堆栈空间（在sdram中）

sub r0,
r0, #CFG_MALLOC_LEN

sub r0,
r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE

sub r0,
r0, #(CONFIG_STACKSIZE_FIQ)

sub sp,
r0, #12

。。。。。。。。。。其他模式配置堆栈省略。。。。。。。。。。。。。

mov R4,
#0xD3 //关闭系统的中断

msr cpsr,
R4

bl cpu_init_crit

cpu_init_crit://cpu的初始化

ldr r0,
=0x10001004

ldr r1,
=0x400B

str r1,
[r0]

ldr r0,
=0x10001014

ldr r1,
=0x1

str r1,
[r0]

ldr r0,
=0x10001004

ldr r1,
=0xC00B

str r1,
[r0]

ldr r0,
=0x1000100C

ldr r1,
=0xFFFFFFFF

str r1,
[r0]

#if 1

ldr r0,
=0x1000500C

ldr r1,
=0x83

str r1,
[r0]

ldr r0,
=0x10005004

ldr r1,
=0x0

str r1,
[r0]

ldr r0,
=0x10005000

ldr r1,
=0x2F

str r1,
[r0]

ldr r0,
=0x1000500C

ldr r1,
=0x3

str r1,
[r0]

#endif

mov pc,
lr

bl lowlevel_init

.globl
lowlevel_init

lowlevel_init:

ldr r4, =EMI_CSECONF

ldr r5, =0x8ca6a6a1

str r5, [
r4 ]

ldr r4, =EMI_SDCONF1

ldr r5, =0x1E184177

str r5, [
r4 ]

ldr r4, =EMI_SDCONF2

ldr r5, =0x80001860

str r5, [
r4 ]

remap:

mov r0, pc

add r0, r0, #0x20000000

add r0, r0, #0x08

mov pc, r0

mov r0, r0

mov r0, r0

mov r0, r0

mov r0, r0

ldr r4, =0x11000020

ldr r5, =0xb //remap到sdram中

str r5, [
r4 ]

ldr r0, = 0

ldr r1, _bss_start

ldr r2, _bss_end

bss_init:

str r0, [r1]

add r1,r1,#4

cmp r1,r2

blt bss_init

#ifndef
CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT

relocate:

adr r0,
_start

ldr r1,
_TEXT_BASE

cmp r0,
r1

beq vector_copy //如果相等则说明已经在sdram中，这时候只需要搬运中断向量表

ldr r2,
_armboot_start

ldr r3,
_bss_start

sub r2,
r3, r2

add r2,
r0, r2

copy_loop: //正真的代码搬运过程

ldmia r0!,
{r3-r10}

stmia r1!,
{r3-r10}

cmp r0,
r2

ble copy_loop

vector_copy:

ldr r0,
_TEXT_BASE

add r2,
r0, #128

ldr r1,
=0x30000000

vector_copy_loop://搬运中断向量表的循环

ldmia r0!,
{r3-r10}

stmia r1!,
{r3-r10}

cmp r0,
r2

ble vector_copy_loop

#endif

mrs R4,
cpsr

bic R4,
R4, #0x80

msr cpsr,
R4

ldr pc,
_start_armboot

_start_armboot: .word
start_armboot