UBOOT详细解读

大多数bootloader都分为stage1和stage2两部分，u-boot也不例外。依赖于CPU体系结构的代码（如设备初始化代码等）通常都放在stage1且可以用汇编语言来实现，而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。

1、Stage1 start.S代码结构

u-boot的stage1代码通常放在start.S文件中，他用汇编语言写成，其主要代码部分如下：（1）定义入口。由于一个可执行的Image必须有一个入口点，并且只能有一个全局入口，通常这个入口放在ROM（Flash）的0x0地址，因此，必须通知编译器以使其知道这个入口，该工作可通过修改连接器脚本来完成。

（2）设置异常向量（Exception Vector）。

（3）设置CPU的速度、时钟频率及终端控制寄存器。

（4）初始化内存控制器。

（5）将ROM中的程序复制到RAM中。

（6）初始化堆栈。

（7）转到RAM中执行，该工作可使用指令ldr pc来完成。

2、Stage2 C语言代码部分

lib_arm/board.c中的start arm boot是C语言开始的函数也是整个启动代码中C语言的主函数，同时还是整个u-boot（armboot）的主函数，该函数只要完成如下操作：

（1）调用一系列的初始化函数。

（2）初始化Flash设备。

（3）初始化系统内存分配函数。

（4）如果目标系统拥有NAND设备，则初始化NAND设备。

（5）如果目标系统有显示设备，则初始化该类设备。

（6）初始化相关网络设备，填写IP、MAC地址等。

（7）进去命令循环（即整个boot的工作循环），接受用户从串口输入的命令，然后进行相应的工作。

3、U-Boot的启动顺序(示例，其他u-boot版本类似)

cpu/arm920t/start.S

@文件包含处理

#include

@由顶层的mkconfig生成，其中只包含了一个文件：configs/<顶层makefile中6个参数的第1个参数>.h

#include

#include

/*

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

*

* Jump vector table as in table 3.1 in [1]

*

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

*/

注：ARM微处理器支持字节（8位）、半字（16位）、字（32位）3种数据类型

@向量跳转表，每条占四个字节（一个字），地址范围为0x0000 0000～@0x0000 0020

@ARM体系结构规定在上电复位后的起始位置，必须有8条连续的跳

@转指令，通过硬件实现。他们就是异常向量表。ARM在上电复位后，@是从0x00000000开始启动的，其实如果bootloader存在，在执行

@下面第一条指令后，就无条件跳转到start_code，下面一部分并没@执行。设置异常向量表的作用是识别bootloader。以后系统每当有@异常出现，则CPU会根据异常号，从内存的0x00000000处开始查表@做相应的处理

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

;当一个异常出现以后，ARM会自动执行以下几个步骤:

;1.把下一条指令的地址放到连接寄存器LR(通常是R14).---保存位置

;2.将相应的CPSR(当前程序状态寄存器)复制到SPSR(备份的程序状态寄存器)中---保存CPSR ;3.根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位

;4.强制PC(程序计数器)从相关异常向量地址取出下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序中

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

.globl _start /*系统复位位置,整个程序入口*/

@_start是GNU汇编器的默认入口标签，.globl将_start声明为外部程序可访问的标签，.globl 是GNU汇编的保留关键字，前面加点是GNU汇编的语法

_start: b start_code @0x00

@ARM上电后执行的第一条指令，也即复位向量，跳转到start_code

@reset用b，就是因为reset在MMU建立前后都有可能发生

@其他的异常只有在MMU建立之后才会发生

ldr pc, _undefined_instruction /*未定义指令异常,0x04*/

ldr pc, _software_interrupt /*软中断异常,0x08*/

ldr pc, _prefetch_abort /*内存操作异常,0x0c*/

ldr pc, _data_abort /*数据异常,0x10*/

ldr pc, _not_used /*未适用,0x14*/

ldr pc, _irq /*慢速中断异常,0x18*/

ldr pc, _fiq /*快速中断异常,0x1c*/

@对于ARM数据从内存到CPU之间的移动只能通过L/S指令，如：ldr r0,0x12345678为把0x12345678内存中的数据写到r0中，还有一个就是ldr伪指令，如：ldr r0,=0x12345678为把0x12345678地址写到r0中，mov只能完成寄存器间数据的移动，而且立即数长度限制在8位

_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

@.word为GNU ARM汇编特有的伪操作，为分配一段字内存单元（分配的单元为字对齐的），可以使用.word把标志符作为常量使用。如_fiq:.word fiq即把fiq存入内存变量_fiq中，也即是把fiq放到地址_fiq中。

.balignl 16,0xdeadbeef

@.balignl是.balign的变体

@ .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*/

【参考好野人的窝，于关u-boot中的.balignl 16,0xdeadbeef的理解/84511571.html】