16.U-boot的工作流程分析-2440

分析的流程：

1. 程序入口

2. 第一阶段程序分析

3. 第二阶段程序分析

2440开发板：

1.uboot的入口：

要看uboot工程的入口，首先打开顶层目录的Makefile：

Uboot所支持的开发板，在顶层的Makefile中都会有一个配置选项。比如2440，在Makefile中的配置选项是smdk2440_config:在vim的命令模式按下/，然后输入smdk6410_config回车会定位到这里：

这是Makefile里的一个目标。这是来配置2440开发板的。看到上图第二行的smdk2440，这个参数决定了开发板的名称。这个名称是有作用的。接下来看看他的作用。

首先是找一下目录：

可以看到这里有很多smdk的子目录，也包括smdk2440，这两个是对应的。该目录存放的就是2440开发板相关的文件。里面有一个叫uboot.lds的文件，前面知道lds文件是连接器脚本。Uboot的整个过程的链接，是通过该脚本来链接控制的。打开该链接器脚本：

OUTPUT_FORMAT('elf32-littlearm', 'elf32-littlearm', 'elf32-littlearm')

OUTPUT_ARCH(arm)

ENTRY(_start)

SECTIONS

{

    . = 0x00000000;

    . = ALIGN(4);

    .text :

    {

     cpu/s3c24xx/start.o    (.text) //1可以看到位于代码段前端的文件是start.o，对应的是一个汇编文件。这个汇编文件会最先被运行。但是这个汇编代码里最先执行的代码是哪些呢？

     cpu/s3c24xx/s3c2440/cpu_init.o    (.text)

     *(.text)

    }

    . = ALIGN(4);

    .rodata : { *(.rodata) }

    . = ALIGN(4);

    .data : { *(.data) }

    . = ALIGN(4);

    .got : { *(.got) }

    . = .;

    __u_boot_cmd_start = .;

    .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }

    __u_boot_cmd_end = .;

    . = ALIGN(4);

    .mmudata : { *(.mmudata) }

    . = ALIGN(4);

    __bss_start = .;

    .bss : { *(.bss) }

    _end = .;

}

首先是找到该文件：

上面u-boot-lds文件里，在sections的标识之上，有一行：ENTRY(_start)是整个程序的入口。所以就找找start.S文件里有没_start这个标识呢？一搜会马上看到该标号：

到这里，看到这个_start才是整个uboot工程的入口。

接下来是第一阶段的代码：

在Linux里，打开上一节创建好的，Source Insight里的uboot工程：

然后找到smdk2440的start.S：

接下来看uboot做了什么事，主要是通过注释来分析：

开发板一上电，它会跳转到start.S的中断向量表的开始处执行：

从它的注释：

所以1,：知道上电后是跳到中断向量表来执行。执行的第一条指令是b start_code。

Start_code的实在start.S的下面定义的：

从注释知道，这是actual start code。进入之后，set the cpu to svc32 mode，设置cpu为SVC模式。

接着执行的代码是：

3.刷新I/D caches。

4.然后是关闭MMU和cache：

后加

关闭系统时钟，在lowlevel _init函数里bl system_clock_init函数。进入该函数：

可以看到2440是在初始化系统时钟里关闭看门狗。

下面还有屏蔽中断的操作：

后加

5.接着是运行的是一个函数：看看是定义在那个文件的。

点击：，然后在Symbol里输入：lowlevel_init:

会看到出现很多，然后在下面可以看到它们各自的目录。其实每一个开发板都对应一个lowlevel_init.S:

进入该文件：

5看到系统进入该文件做的第一件事是：初始化系统时钟：

6.接着初始化串口：

7.对nand进行简单初始化：

8.接下来的代码很重要：

由前面的学习知道，当我们开发一个uboot在开发阶段，就是在调试uboot的时候，不用烧到NandFlash去运行，可以下载到内存里面去调试运行。这时候就不需要代码搬移bl0，bl1，bl2的过程。就不需要进行拷贝工作了。所以上面的代码就是判断，判断uboot代码是在内存运行，还是在NandFlash运行。如果没有运行在内存当中，就是从NandFlash启动。就需要对内存进行初始化，就是跳转到mem_con_init处执行，进行内存初始化。执行完内存初始化之后就要返回了。

返回到：

接着往下执行：

9.判断是NandFlash启动还是Nor Flash启动：

如果是NandFlash启动这是执行下面的：把代码从NandFlash拷贝到内存去。

NorFlash这执行下面，把代码从NorFlash拷贝到内存。

这里讲NandFlash启动，所以跳转到nand_copy：

10，接着是设置堆栈：

11.接着清除BSS段：

到这里第二阶段的代码就执行完了。

三：

执行完上面，程序跳转到_start_armboot处执行：

上面的代码，通过伪指令ldr把_start_armboot的值装入pc指针，程序就会跳转到_start_armboot处执行。而此处的地址是start_armboot的地址。就是，程序会跳转到start_armboot函数处执行。就是把我们的pc指针跳转到内存去执行了。

下面看看start_armboot的地址是不是在内存中。

配置uboot：make smdk2440_config，然后执行make。

然后看到生成的文件：

其中，u-boot是elf文件，u-boot.bin是二进制文件。

接下来对u-boot的elf文件，进行反汇编，看看start_armboot函数的地址：

arm-linux-objdump -D -S u-boot >dump

查看：

看到函数的其实地址30009100的地址是在内存里的。所以start.S里的：

实现了从垫脚石跳转到内存。但是，此时会发现在这里的起始地址被变为了30008000：

在第一阶段里，不是说启动地址是在0吗？为什么这里是30008000呢？还有就是为什么是这个地址。

前面的学习知道，当去链接一个程序的时候，程序由多个文件构成，起始地址是由链接器脚本决定的。在/home/samba/uboot/Uboot/2440/uboot/board/samsung/smdk2440里的u-boot.lds:

起始地址是0：

这里是0，为什么那里会是30008000呢？我们回到uboot的顶层目录，打开config.mk:

搜索text_base:

找到：

在这里-T $(LDSCRIPT)就是定义使用链接器脚本。后面的-Ttext 是制定代码段的基地址的。$(TEXT_BASE)。这里有两个起始地址，然而程序运行的时候以后面的TEXT_BASE的地址为准。它会覆盖掉LDSCRIPT这个地址。

TEXT_BASE是在board/Samsung/smdk2440/config.mk里定义的。最后一行：

接下来就是测试验证一下，把他修改为30005000。然后程序编译：

Make smdk2440_config->make:

反汇编：

arm-linux-objdump -D -S u-boot >dump

上面的起始地址变了，刚才制定的。

那起始地址为什么不是0呢？下图：

从上图可以看到，ldr PC,=start_armboot的跳转，把地址从垫脚石跳转到内存里。在前面的代码里，有用到b reset等跳转指令，为什么这不会跳转到内存去执行，而是还在垫脚石里呢？

例如：

上面的跳转，bl lowlevel_init的跳转地址：

为什么PC指针还是在垫脚石中呢？

这就得讲两个词了。绝对跳转和相对跳转。

B和bl是相对跳转。

Ldr伪指令是绝对跳转：

第三阶段：

是从此函数Start_armboot进入的。主要完成的硬件和软件的初始化，只是一些基础的初始化。

该函数里有一个for循环：

在for里首先是让一个指针数组，把里面的函数指针依次调用一次，if里的判断语句就是函数指针。那么指针数组里有哪些函数指针呢。

指针数组：

可以看到里面都是函数指针。这里软件的初始化就不看了，我们只看硬件的初始化。在这些函数指针里，硬件初始化的有串口初始化。Serial_init。接着是lcd的初始化：

初始化网卡：

初始化led：

接着进入一个主循环：

执行用户输入的命令。例如tftp命令。这里是一个死循环。老是等待执行用户继续输入命令。在第一个阶段，每个开发板可能有不同的地方，但是在这个地方都是一样的。就是，在第二阶段都是跳到start_armboot处执行代码。2440的第一阶段是在start.S的b reset开始。