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start.S进一步、更详细的、深入的解释和分析

2013年10月13日 ⁄ 综合 ⁄ 共 5346字 ⁄ 字号 评论关闭

#incl? <config.h>

l         config.h这个头文件在u-boot-1.1.6/incl?/linux目录下,执行命令

# make smdk2410_config之前,内容如下:

 

#ifndef _LINUX_CONFIG_H

#define _LINUX_CONFIG_H

/* #incl? <linux/autoconf.h> */

#endif

执行make smdk2410_config之之后,又重新生成,内容为:

/* Automatically generated – do not edit */

#incl? “config/smdk2410.h”

其中config/smdk2410.h这个文件是和开发板密切相关的,里面主要是一些系统各硬件的宏定义与设定,以及条件编译指令,对以后做移植工作至关重要!!

#incl? <version.h>

 

l         version.h这个头文件在u-boot-1.1.6/incl?/下,文件内容为:

#ifndef   __VERSION_H__

#define  __VERSION_H__

#incl? "version_autogenerated.h"

#endif    /* __VERSION_H__ */

version_autogenerated.h这个头文件,在编译的时候会自动生成,内容为:

#define U_BOOT_VERSION “U-BOOT 1.1.6”

 

注:config.hversion_autogenerated.h这两个头文件具体怎么生成的,可以参考顶层 ootMakefile

 

 

.globl _start 

l         这是在定义u-boot的启动定义入口点,汇编程序的缺省入口是 start标号,用户也可以在连接脚本文件中用ENTRY标志指明其它入口点。

l         .globalGNU
ARM
汇编的一个伪操作,声明一个符号可被其他文档引用,相当于声明了一个全局变量,.globl.global相同。该部分为处理器的异常处理向量表。地址范围为0x0000
0000 ~ 0x0000 0020,
刚好8条指令。

l         为什么是8条指令呢?这里来算一算。首先,一条arm指令为32bit(位),0x0000
0020
换算成十进制为2^5=32B(字节),而32B =
4 * 8
B = 4 * 8 * 8 bit),所以刚好8条指令(一个字节Byte包含8个位bit)。

l         为了方便后面的计算,我们可以先熟练换算:

0x0000,0100         256 Byte

0x0000,1000         4KB    256*4*4B

0x0001,0000         64K    4*4*4KB

0x0010,0000         1M     64*4*4KB

0x0100,0000         16M              1*4*4MB

0x1000,0000     256M   16*4*4MB

那么0x8000  就是   8(十进制) X    0x1000   32K

0x400000           =  4M

 

 

 

下面是在汇编程序种经常会遇到的异常向量表Arm处理器一般包括复位、未定义指令、SWI、预取终止、数据终止、IRQFIQ等异常,其中U-Boot中关于异常向量的定义如下:

_start:   b       reset   

l         _start 标号表明 oot程序从这里开始执行。

l         b是不带返回的跳转(bl是带返回的跳转),意思是无条件直接跳转到reset标号出执行程序。b是最简单的分支,一旦遇到一个 指令,ARM 处理器将立即跳转到给定的地址,从那里继续执行。注意存储在分支指令中的实际的值是相对当前的 R15 的值的一个偏移量;而不是一个绝对地址。它的值由汇编器来计算,它是 24 位有符号数,左移两位后有符号扩展为 32 位,表示的有效偏移为 26 位。

       ldr  pc, _undefined_instr tion   //未定义指令

       ldr  pc, _software_interrupt   //软中断SWI

       ldr  pc, _prefetch_abort   //预取终止

       ldr  pc, _data_abort  //数访问终止

       ldr  pc, _not_used

       ldr  pc, _irq    //中断请求IRQ

       ldr  pc, _fiq    //快速中断FIQ

 

_undefined_instr tion:       .word undefined_instr tion

_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

 

l         .wordARM汇编特有的伪操作符,语法如下:

.word <word1> {,<word2>} …

作用:插入一个32-bit的数据队列。(与armasm中的DCD功能相同)

我们可以使用.word把标识符作为常量使用,例如:

Start:

valOfStart:

.word   Start

这样一来,程序的开头Start便被存入了内存变量valOfStart中。即.word伪操分配了一段字内存单元(分配的单元都是字对齐的),并用伪操作中的Start进行初始化(.long.int作用与之类似)。

 

       .balignl 16,0xdeadbeef

l         .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。

.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4fill是填充内容,缺省用0填充。max是填充字节数最大值,假如填充字节数超过max 就不进行对齐例如:
 
  .align 4 

指定对齐方式为字对齐24次方为16bit),两个字节,即一个字。更详细的解释,可以参阅这篇博客:

http://zqwt.012.blog.163.com/blog/static/12044684201031102956976/

 

 

/*************************************************************************

下面这几句实际上说的是 oot的启动流程

 *************************************************************************

* Startup Code (reset vector)  //启动代码(复位向量)

 * do important init only if we don't start from memory!

* //如果不从ram启,我们就在此做一些重要的初始化

 * relocate armboot to ram //搬运代码到ram中去执行

 * setup stack       //设置堆栈

 * jump to second stage    //跳到第二阶段去执行board.c

*************************************************************************

 */

 

_TEXT_BASE:

       .word    TEXT_BASE

l         TEXT_BASE在开发板相关的目录中的/u-boot-1.1.6/board/smdk2410/config.mk文档中定义他定义了代码在运行时所在的地址那么_TEXT_BASE中保存了这个地址

 

.globl _armboot_start

_armboot_start:

       .word _start

l         .globl声明 _armboot_start 并用_start 来进行初始化。在board/u-boot.lds

中定义(是不是在编译的时候定义的???)。

 

l         下面这几行代码是在S3C2410开发板的链接脚本board/u-boot.lds中给出定义的。

声明_bss_start并用__bss_start来初始化,其中__bss_start定义在和板相关的u-boot.lds中。_bss_start保存的是__bss_start这个标号所在的地址这里涉及到当前代码所在的地址不是编译时的地址的情况,这里直接取得该标号对应的地址,不受编译时地址的影响.
_bss_end
也是同样的道理。

 

.globl _bss_start

_bss_start:

       .word __bss_start

 

.globl _bss_end

_bss_end:

       .word _end

 

#ifdef CONFIG_USE_IRQ  //如果定义了CONFIG_USE_IRQ就执行下面的代码

/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */

.globl IRQ_STACK_START

IRQ_STACK_START:

       .word    0x0badc0de

 

/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */

.globl FIQ_STACK_START

FIQ_STACK_START:

       .word 0x0badc0de

#endif

 

 

/*

 * the act l reset code

 复位代码从这里开始执行

 */

 

reset:

 

l         设置CPU的状态类型为SVC特权模式(一共7种权限,这是其中的一种)。

Reset即复位,在系统中经常会用到,该操作是异常处理的第一个操作,其主要目的是设置CPU模式为SVC特权模式。在此,有必要介绍一下ARM处理器的7种工作模式。

 

 

 

 

 

 

 

l         CPSR(当前程序状态寄存器)的低5位用于定义当前操作模式,如图示:

 

l         除用户模式外的其他6种模式称为特权模式 

特权模式中除系统模式以外的5种模式又称为异常模式,即 

FIQFast Interrupt Reqst

IRQInterrupt ReQst

SVCSupervisor

中止(Abort

未定义(Undefined

l         ARM处理器总共有3732位寄存器,可以分为以下两类寄存器 

131个通用寄存器(R0~R15

R0R15

R13_svcR14_svc

R13_abtR14_abt

R13_undR14_und

R13_irqR14_irq

R8_frq-R14_frq

26个状态寄存器

CPSRSPSR_svcSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiq 

 

 

 

 

 

 


l         但是这32个寄存器不能同时被访问,具体哪些寄存器是可编程访问的,取决于微处理器的工作状态以及具体的运行模式。但在任何时候,通用寄存器R0~R14、程序计数器(R15PC、一个或两个状态寄存器都是可访问的。通用寄存器包括R0~R1531个),可以分为3类:

1未分组寄存器R0~R7

R0~R7是不分组寄存器。在所有处理器模式下,未分组寄存器都指向同一个物理寄存器,也就是说它们每一个都访问的是同一个物理寄存器,它们未被系统用作特殊的用途。但必须得注意,未分组寄存器没有被系统用于特别的用途,任何可采用通用寄存器的应用场合都可以使用相同的未分组寄存器,这样可能会造成寄存器中数据的破坏,所以必须注意对同一寄存器在不同模式下使用时的数据保护。

    2分组寄存器R8~R14

分组寄存器R8-R12

FIQ模式分组寄存器R8~R12

FIQ以外的分组寄存器R8~R12

分组寄存器R13R14

寄存器R13通常用做堆栈指针SP

寄存器R14用作子程序链接寄存器(Link RegisterLR),也称为LR

     3程序计数器R15

寄存器R15被用作程序计数器,也称为PC 

R15值的改变将引起程序执行顺序的变化,这有可能引起程序执行中出现一些不可预料的结果。

ARM处理器采用多级流水线技术,因此保存在R15的程序地址并不是当前指令的地址。一些指令对于R15的用法有一些特殊的要求。在ARM状态下,R15的位[1:0]0,位[31:2]用于保存PC;在Thumb

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