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程序员的圣诞节
u-boot-2014.10代码分析及移植说明
鉴于没有妹纸可以陪，那就找件事打发时间吧，写到哪算哪。
2014.10与2013.07的版本相比，代码上并没有跨越式的改变，但是编译方式上，却有了极大的改变，一种更为优越的编译体系Kbuild&Kconfig System终于被引入了u-boot中。
Kbuild全称是the Linux Kernel Build System，它是从linux 2.6开始引入内核的，而Kconfig即Kernel config其实算是该体系的一部分。无论在该体系引入前还是引入后，内核编译根本上所使用的一直都是GNU make那一套，即使用Makefile及其对应规则来进行编译链接。然而，linux是一个多平台的系统，其支持多种架构以及各种设备驱动，这也就意味着，它的源码是它所有支持的架构以及驱动的一个集合，我们必须针对我们自己的系统进行裁剪，即有选择性的编译。如果没有kbuild体系，我们就需要面对浩如烟海的Makefile文件，针对每一个需要或者不需要编译的文件进行对应的修改，尤其对于一些牵一发而动全身的配置，更显得麻烦。而Kbuild体系则很好的解决了这一问题，它不仅事实上简化了makefile文件，同时也简化了维护的工作。Kbuild相当于是构建在Makefile上的一个抽象层。我们只需要在代码新添加时对Kconfig及Makefile进行一次修改，之后我们的维护工作就只是通过make *config来进选择而已。另外，还需要提及的一点是，对于编译过程，Kbuild能够展示出一个很清晰的依赖关系，更方便我们的维护。
基于以上这些优点，u-boot在2002年即有人建议将其引入主线，而直到2013.10，才开始引入Kbuild，而一直到2014.10，该体系才算完整的引入主线，如今，u-boot也可以如内核一般通过make *config来方便的进行配置。
以上是编译方面的新变化，接下来以armv7架构为例逐步分析代码，该代码是直接从官网新鲜下载的，所以，也许又tm有变化。
依照往常的规矩，我们可以打开arch/arm/cpu/armv7/start.S，该文件中包含着整个程序的入口
1 /* 2 * armboot - Startup Code for OMAP3530/ARM Cortex CPU-core 3 * 4 * Copyright (c) 2004 Texas Instruments <r-woodruff2@ti.com> 5 * 6 * Copyright (c) 2001 Marius Gr枚ger <mag@sysgo.de> 7 * Copyright (c) 2002 Alex Z眉pke <azu@sysgo.de> 8 * Copyright (c) 2002 Gary Jennejohn <garyj@denx.de> 9 * Copyright (c) 2003 Richard Woodruff <r-woodruff2@ti.com>10 * Copyright (c) 2003 Kshitij <kshitij@ti.com>11 * Copyright (c) 2006-2008 Syed Mohammed Khasim <x0khasim@ti.com>12 *13 * SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+14 */15 16 #include <asm-offsets.h>17 #include <config.h>18 #include <version.h>19 #include <asm/system.h>20 #include <linux/linkage.h>21 22 /*************************************************************************23 *24 * Startup Code (reset vector)25 *26 * do important init only if we don‘t start from memory!27 * setup Memory and board specific bits prior to relocation.28 * relocate armboot to ram29 * setup stack30 *31 *************************************************************************/32 33 .globl reset34 35 reset:36 bl save_boot_params
我们顺利找到了复位入口--reset，但是前面直接就是文件头和注释是怎么回事？-----特么的异常向量表呢？！
此时，只能从链接脚本中寻找答案了，打开arch/arm/cpu/u-boot.lds ，
1 #include <config.h> 2 OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm") 3 OUTPUT_ARCH(arm) 4 ENTRY(_start) 5 SECTIONS 6 { 7 . = 0x00000000; 8 . = ALIGN(4); 9 .text :10 {11 *(.__image_copy_start)12 *(.vectors)13 CPUDIR/start.o (.text*)14 *(.text*)15 }
在start.o之前有个.vectors段，于是顺藤摸瓜，找到arch/arm/vector.S
1 /* 2 * vectors - Generic ARM exception table code 3 * 4 * Copyright (c) 1998 Dan Malek <dmalek@jlc.net> 5 * Copyright (c) 1999 Magnus Damm <kieraypc01.p.y.kie.era.ericsson.se> 6 * Copyright (c) 2000 Wolfgang Denk <wd@denx.de> 7 * Copyright (c) 2001 Alex Z眉pke <azu@sysgo.de> 8 * Copyright (c) 2001 Marius Gr枚ger <mag@sysgo.de> 9 * Copyright (c) 2002 Alex Z眉pke <azu@sysgo.de>10 * Copyright (c) 2002 Gary Jennejohn <garyj@denx.de>11 * Copyright (c) 2002 Kyle Harris <kharris@nexus-tech.net>12 *13 * SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+14 */15 16 #include <config.h>17 18 /*19 *************************************************************************20 *21 * Symbol _start is referenced elsewhere, so make it global22 *23 *************************************************************************24 */25 26 .globl _start27 28 /*29 *************************************************************************30 *31 * Vectors have their own section so linker script can map them easily32 *33 *************************************************************************34 */35 36 .section ".vectors", "x"37 38 /*39 *************************************************************************40 *41 * Exception vectors as described in ARM reference manuals42 *43 * Uses indirect branch to allow reaching handlers anywhere in memory.44 *45 *************************************************************************46 */47 48 _start:49 50 #ifdef CONFIG_SYS_DV_NOR_BOOT_CFG51 .word CONFIG_SYS_DV_NOR_BOOT_CFG52 #endif53 54 b reset55 ldr pc, _undefined_instruction56 ldr pc, _software_interrupt57 ldr pc, _prefetch_abort58 ldr pc, _data_abort59 ldr pc, _not_used60 ldr pc, _irq61 ldr pc, _fiq
通过文件头的 .section ".vectors" 可以确定，这就是我们所需要的异常向量表，而其中全局变量_start便是整个程序的真正起点。至于这样做的原因，大概是在于，所有ARM架构的芯片，异常向量表的位置及结构是万年不易的，是可以复用的代码，因此从start.S中提出来了。
回到start.s，
1 /* 2 * disable interrupts (FIQ and IRQ), also set the cpu to SVC32 mode, 3 * except if in HYP mode already 4 */ 5 mrs r0, cpsr 6 and r1, r0, #0x1f @ mask mode bits 7 teq r1, #0x1a @ test for HYP mode 8 bicne r0, r0, #0x1f @ clear all mode bits 9 orrne r0, r0, #0x13 @ set SVC mode10 orr r0, r0, #0xc0 @ disable FIQ and IRQ11 msr cpsr,r0
注释已经很完善，关闭中断（FIQ和IRQ，说起来FIQ现在几乎无用了啊！），进入强大（伪）的特权模式--SVC模式
1 /* 2 * Setup vector: 3 * (OMAP4 spl TEXT_BASE is not 32 byte aligned. 4 * Continue to use ROM code vector only in OMAP4 spl) 5 */ 6 #if !(defined(CONFIG_OMAP44XX) && defined(CONFIG_SPL_BUILD)) 7 /* Set V=0 in CP15 SCTRL register - for VBAR to point to vector */ 8 mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ Read CP15 SCTRL Register 9 bic r0, #CR_V @ V = 010 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ Write CP15 SCTRL Register11 12 /* Set vector address in CP15 VBAR register */13 ldr r0, =_start14 mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 @Set VBAR15 #endif
配置异常向量表基址，及将_start的地址值写入VBAR寄存器
1 /* the mask ROM code should have PLL and others stable */2 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT3 bl cpu_init_cp154 bl cpu_init_crit5 #endif
所谓lowlevel init，涉及的是CPU的初始化以及芯片内PLL/CRPM/DDR等的初始化
至于cpu_init_cp15，这是针对cache以及mmu的一系列无效及关闭操作，属于无需更改的代码 。
而cpu_init_crit才是主要的lowlevel init。
1 /************************************************************************* 2 * 3 * CPU_init_critical registers 4 * 5 * setup important registers 6 * setup memory timing 7 * 8 *************************************************************************/ 9 ENTRY(cpu_init_crit)10 /*11 * Jump to board specific initialization...12 * The Mask ROM will have already initialized13 * basic memory. Go here to bump up clock rate and handle14 * wake up conditions.15 */16 b lowlevel_init @ go setup pll,mux,memory17 ENDPROC(cpu_init_crit)
该函数，调用了lowlevel_init，
依照惯例，我们打开arch/arm/cpu/armv7/lowlevel_init.S
1 #include <asm-offsets.h> 2 #include <config.h> 3 #include <linux/linkage.h> 4 5 ENTRY(lowlevel_init) 6 /* 7 * Setup a temporary stack 8 */ 9 ldr sp, =CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR10 bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */11 #ifdef CONFIG_SPL_BUILD12 ldr r9, =gdata13 #else14 sub sp, sp, #GD_SIZE15 bic sp, sp, #716 mov r9, sp17 #endif18 /*19 * Save the old lr(passed in ip) and the current lr to stack20 */21 push {ip, lr}22 23 /*24 * go setup pll, mux, memory25 */26 bl s_init27 pop {ip, pc}28 ENDPROC(lowlevel_init)
这其中无非就是指定了一个临时的栈地址，用于接下来真正的初始化中使用，即s_init，s_init是需要是针对具体芯片或者单板的初始化，因此是需要自己实现的，通常以C代码来实现，其中最重要的是初始化pll、crpm以及ddr。
该函数当然也可以自己实现，但是实际上个人觉得殊无必要，因为本来也就没几行代码。
接下来就是start.S的最后一句了
1 bl _main看看十一点多了，总算把平安夜打发了，就此打住了
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