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标题: u-boot-1.1.6 start.S代码笔记（非常详细的汇编段解释） [打印本页]

作者: Liuqz2009 时间: 2010-02-22 21:17
标题: u-boot-1.1.6 start.S代码笔记（非常详细的汇编段解释）
/*
参考了别人的一些笔记，看完了启动代码。
本文档记录在看代码时碰到的困难，将这些曾经困扰的问题记录下来，以备今后之用。分析时不重要的代码被删除了。
*/
.globl _start
_start: b    reset
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

_undefined_instruction: .word undefined_instruction
_software_interrupt:  .word software_interrupt
_prefetch_abort:  .word prefetch_abort
_data_abort:    .word data_abort
_not_used:       .word not_used
_irq:          .word irq
_fiq:          .word fiq

.balignl 16,0xdeadbeef
/*
_start是整个u-boot程序的入口点，即链接后，该处是整个程序的第一条指令。程序的入口点是由链接脚本所指定，比如对于smdk2410的板子(下面都以smdk241为例)，脚本文件位于board\smdk2140\u-boot.lds。在该脚本文件中：ENTRY(_start)　即指定程序的入口地址。globl _start 定义一个外部可以引用的变量，比如说，在其它源代码文档中，就可以直指引用_start这个变量。如int entry=_start; 那此处entry值将是多少呢？因为_start相当于一个变量，entry的值就是_start处存储的值，即 b reset机器码值。关于globl定义的变量得注意的地方，后面还有记录

这段代码处理中断向量表。

关于　balignal 16,0xdeadbeef的网上资料：
.align伪操作用于表示对齐方式：通过添加填充字节使当前位置满足一定的对齐方式。
.balign的作用同.align。
.align {alignment} {,fill} {,max}
其中：alignment用于指定对齐方式，可能的取值为2的次幂，缺省为4。fill是填充内容，
缺省用0填充。max是填充字节数最大值，如果填充字节数超过max,就不进行对齐.
例如： .align 4, 指定对齐方式为字对齐
deadbeef一般用来表示没用的或是已经被释放掉的内存
*/

_TEXT_BASE:
.word TEXT_BASE

.globl _armboot_start
_armboot_start:
.word _start

/*
* These are defined in the board-specific linker script.
*/
.globl _bss_start
_bss_start:
.word __bss_start

.globl _bss_end
_bss_end:
.word _end
/*
备注这几个由.word伪操作符定义变量的作用及其取值
_TEXT_BASE:
.word TEXT_BASE

_TEXT_BASE:此处定义一汇编语言标签，更好的理解就是：告诉编译器，为_TEXT_BASE分配存储空间，该空间的名字就叫_TEXT_BASE,该空间中存储的值就是由.word后面确定的TEXT_BASEC(即0x33F80000)，相当于C语言中 long _TEXT_BASE=TEXT_BASE; TEXT_BASE定义在board\smdk2410\config.mk文件中。该值的作用是告诉链接器，本程序运行的基地址为TEXT_BASE。U-boot编译后，烧在FLASH的第一个块中，CPU复位上电后，PC寄存器为0x0000。怎么会跑到TEXT_BASE处执行呢？
事实上，CPU上电后，从地址0x0000处执行，而U-BOOT的最起始代码，即本文件中从_start开始的代码是与地址不相关的，这段代码放在任何空间执行的结果都是一样（当然不是绝对，假设u-boot代码段是100K，则放在TEXT_BASE-80K处，搬运时就会把u-boot代码后面20K部分覆盖为最前面的20K）。

.globl _armboot_start
_armboot_start:
.word _start
定义外部可以引用的变量_armboot_start,。即相当于C long _armboot_start=&_start; _armboot_start值是多少？是TEXT_BASE,即0x33F80000！等价的那条Ｃ语句，取的是_start变量地址，而不是_start本身。在Ｃ语言中，定义一变量 int x=100;就是告诉编译器。给我一个int大小的存储空间，该空间存储的值就是100，这个空间在哪呢？即空间地址是多少呢？我们可以通过&x知道。
在汇编语言中，理解上有点不一样。上面三行语句，
第一句，告诉编译器，向外面输出变量_armboot_start
第二句，_armboot_start变量在此处，到底在哪，要到链接时才能确定，凡正现在知道有这么一个变量了。
第三句，_armboot_start变量空间放的数据为_start标签的值。这点与Ｃ语言的理解有点不一样了。此处引用的是_start标签对应处的地址。在汇编语言中，标签代表的就是那行所在的地址。
图１是从u-boot编译后生成的u-boot.map截图的。从此文件中知道，_armboot_start这个变量地址为0x33f80044，
*/

图１

/*
.globl _bss_start
_bss_start:
.word __bss_start
此三句，特别要备注的是__bss_start这个符号，它的值为多少？该值定义在board\smdk2410\u-boot.lds文件中
. = ALIGN(4);
   __bss_start = .;
   .bss : { *(.bss) }
   _end = .;
上面的__bss_start=.; 表示__bss_start值就是当前位置的值。当前位置是多少呢？从下面一句
.bss:{*(.ss)}知道。紧接该位置后面马上就是放bss段数据了。所以，当然就是bss段的起始地址。_end就是bss段的结束地址。
参考：
http://blog.chinaunix.net/u1/58780/showart_462971.html
bss是这个链接脚本的最后一个段。start.S就是以这个段的起始地址来计算要搬运u-boot大小的代码的。即，这个段前面的所有数据都将被搬到TEXT_BASE处。然后跑到start_armboot处，即Ｃ语言的入口代码。__bss_start这个值是多少？ Smdk2410我编译后值是0x33f96f20。可以从图２的map文件中查到，bss段从0x33f96f20开始分配的。
再次验证一下0x33f96f20就是__bss_start值，我们可以从图１处可以看到有个变量_bss_start该变量就是由下面三条语句所定义，_bss_start处保存的值就是__bss_start：
.globl _bss_start
_bss_start:
.word __bss_start
用UltraEdit打开生成的u-boot.bin，定位到文件偏移0x48(0x48由_bss_start所在地址0x33f80048-TEXT_BASE得到),如图３，此处值确实是20 6F F9 33(注意大小端)
*/

图２

图３

reset:
/*
   * set the cpu to SVC32 mode
   */
mrs  r0,cpsr
bic  r0,r0,#0x1f
orr  r0,r0,#0xd3
msr  cpsr,r0
/*
上面几行进入SVC模式，通过装入CPSR到r0，修改相应位后再载入到CPSR。
*/
/* turn off the watchdog 关闭WATCH DOG，具体寄存器地址看芯片DATASHEET即知*/
#if defined(CONFIG_S3C2400)
# define pWTCON    0x15300000
# define INTMSK    0x14400008 /* Interupt-Controller base addresses */
# define CLKDIVN  0x14800014 /* clock divisor register */
#elif defined(CONFIG_S3C2410)
# define pWTCON    0x53000000
# define INTMSK    0x4A000008 /* Interupt-Controller base addresses */
# define INTSUBMSK 0x4A00001C
# define CLKDIVN  0x4C000014 /* clock divisor register */
#endif

#if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)
ldr    r0, =pWTCON
mov    r1, #0x0
str    r1, [r0]

/*
   * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR – default
   * 设置中断屏蔽寄存器相应位，关闭中断。
   */
mov  r1, #0xffffffff
ldr  r0, =INTMSK
str  r1, [r0]
# if defined(CONFIG_S3C2410)
ldr  r1, =0x3ff
ldr  r0, =INTSUBMSK
str  r1, [r0]
# endif

/* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */
/* default FCLK is 120 MHz ! */
ldr  r0, =CLKDIVN
mov  r1, #3
str  r1, [r0]
#endif  /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 */

/*
   * we do sys-critical inits only at reboot,
   * not when booting from ram!
   */
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
bl cpu_init_crit
#endif
/*
下面是重定位代码，即将整个u-boot搬到TEXT_BASE地址处的代码
/*
#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
relocate:                /* relocate U-Boot to RAM    */
adr  r0, _start       /* r0
ldr  r1, _TEXT_BASE    /* test if we run from flash or RAM */
cmp    r0, r1       /* don't reloc during debug    */
beq    stack_setup

ldr  r2, _armboot_start
ldr  r3, _bss_start
sub  r2, r3, r2       /* r2
add  r2, r0, r2       /* r2

/*
adr r0, _start这句代码是将_start标签处运行时的地址值装进r0，这条指令到底取一个什么值呢？假设运行到该指令时pc寄存器的值是X,start标签相对此本指令有Y的偏移，则r0=X+Y(Y可能是负值).
针对该程序来说，当被装载到0x0000处运行时，r0就是0，假设装载到TEXT_BASE处运行，则r0=TEXT_BASE.
几条指令分析如下：
求正在运行的程序_start标签处地址到r0，将_TEXT_BASE变量值装到r1，即将0x33f80000装到r1,比较r0/r1是否相等，这个比较就是确定当前是不是从Flash中执行的，还是这段代码已装载到0x33f80000处执行的。如果不等于0x33f80000，则将FLASH中的u-boot代码搬到0x33f80000处。
具体计算如下：
ldr r2,_armboot_startàr2=0x33f80000
ldr r3,_ss_startàr3=bss段的起始地
*/
copy_loop:
ldmia r0!, {r3-r10}    /* copy from source address [r0] */
stmia r1!, {r3-r10}    /* copy to target address [r1] */
cmp  r0, r2          /* until source end addreee [r2] */
ble  copy_loop
/*
上面几行将r0地址处的代码复制到r1处，即从0x0000搬到0x33f80000(假设CPU复位从0x0000执行的)。
*/
#endif  /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */

/* Set up the stack　　设置堆栈 */
stack_setup:
ldr  r0, _TEXT_BASE       /* upper 128 KiB: relocated uboot */
sub  r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* malloc area                   */
sub  r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo                      */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
sub  r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
sub  sp, r0, #12       /* leave 3 words for abort-stack */
/*
上面代码中,指定从(TEXT_BASE - CFG_MALLOC_LEN)开始地址，大小为CFG_MALLOC_LEN的内存预留给由malloc函数。因为u-boot中其它地方调用了malloc函数，该空间就是供其动态分配的。
再向低端又预留了CFG_GBL_DATA_SIZE字节的数据（注：为global_data结构体预留的空间，看board.c）
然后为IRQ及FIQ中断预留空间，
最后将预留空间的低端地址赋给sp，ARM堆栈由低到高增长的？？
*/
clear_bss:  /*将bss段数据清零*/
ldr  r0, _bss_start       /* find start of bss segment       */
ldr  r1, _bss_end    /* stop here                      */
mov r2, #0x00000000       /* clear                         */

clbss_l:str  r2, [r0]    /* clear loop...                   */
add  r0, r0, #4
cmp  r0, r1
ble  clbss_l
/*下面一句跳到Ｃ语言的入口处start_armboot（函数定义在board.c中） */
ldr  pc, _start_armboot

_start_armboot: .word start_armboot

/*关键代码分析结束*/
[/url]

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：[url]http://blog.chinaunix.net/u3/110728/showart_2184186.html

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