uboot第一阶段详细分析

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2024-07-05 07:11:31 230人阅读

原文：uboot第一阶段详细分析

作者：程老师,华清远见嵌入式学院讲师。

uboot的第一阶段设计的非常巧妙，几乎都是用汇编语言实现的，下面我们一起来看看它的精妙之处吧！

首先我们来看一下它的链接脚本，通过它我们可以知道它整个程序的各个段是怎么存放的。

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
        OUTPUT_ARCH(arm)
        ENTRY(_start)
        SECTIONS
        {
                . = 0x00000000;

        . = ALIGN(4);
                .text :
                {
                        cpu/arm920t/start.o        (.text)
                        *(.text)//所有的其他程序的代码段以四字节对齐放在它后面
                }

. = ALIGN(4);
.rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }//只读数据段

. = ALIGN(4);
.data : { *(.data) }//指定读/写数据段

. = ALIGN(4);
.got : { *(.got) }//指定got段，got段式是uboot自定义的一个段，非标准段

        . = .;
                __u_boot_cmd_start = .;//把__u_boot_cmd_start赋值为当前位置，即起始位置
                .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }//指定u_boot_cmd段，uboot把所有的uboot命令放在该段
                __u_boot_cmd_end = .;//把 __u_boot_cmd_end赋值为当前位置，即结束位置

        . = ALIGN(4);
                __bss_start = .;//__bss_start赋值为当前位置，即bss段得开始位置
                .bss (NOLOAD) : { *(.bss) . = ALIGN(4); }
                _end = .;//把_end赋值为当前位置，即bss段得结束地址
        }

从它我们可以看到，uboot运行的第一个程序是cpu/arm920t/start.S,其他的都有注释，就不多说了。

下面我们来看看在fs2410上通过nor flash启动,u-boot的启动流程：

电源一上电之后，pc指针从0x00000000 地址开始执行，也就是说这个时候程序跑在nor flash里面(别忘记，nor flash这个时候接在0x00000000地址,它是可以执行程序的只是速度没有在ram里面执行快)

这个时候有人可能会问那s3c2410片内的4kRam映射到哪呢？通过查看芯片手册这个时候它在0x40000000,如下图：

(使用NOR FLASH启动，设备地址映射图)

现在我们知道是那个程序在哪里存储，从哪个地址运行，下面我们来看看这段程序的汇编代码:

在这里我们知道运行的第一条指令是b start_code,呵呵！看到这段代码的时候许多人都认为_start的值是0x00000000,为什么是这个地址呢? 因为连接脚本上指定了。真的是这样吗？我们来看看我们编译好之后，在u-boot目录下有个System.map，这里面有各个变量的值,如下图：

哈哈，_start的值怎么会是0x33f80000?这是因为在顶层的Makefile里面我们指定了它的连接地址。

看到那个 -o u-boot了吗，就是通过它生成ELF格式的u-boot的，里面有个LDFLAGS变量，它是什么呢，我们继续往下面看：

(顶层的config.mk里面有这个变量的说明)

看到了没有，LDFLAGS里面除了指定链接脚本,如果TEXT_BASE不等于空，还加上了-Ttext$(TEXT_BASE),TEXT_BASE的值是多少呢？我们可以在board/samsung/smdk2410/config.mk里面有定义,它的值为0x33f80000。这样我就可以知道为什么System.map的地址都是0x33f80000。

好我们来看第一条汇编指令b start_code，从System.map文件我们可以知道，这条指令相当于b 0x33f80050。"0x33f80050"？你是否有疑问，这个时候内存还没有初始化呢，怎么能跳到内存中去了(sdram的起始地址0x30000000)。呵呵，其实不是这样的。还记得b指令是相对跳转指令吗，它和代码的位置是无关的，这种精妙的设计才使得后面的指令能继续的执行。

下面我们继续来看它的汇编指令: