1. 第二个start.S
从start_armboot
开始,在startup.c
中有包含#include <config.h>
在config.h中:
/* Automatically generated - do not edit */
#define CONFIG_BOARDDIR board/hisilicon/hi3559av100
#include <config_defaults.h>
#include <config_uncmd_spl.h>
#include <configs/hi3559av100.h>
#include <asm/config.h>
#include <config_fallbacks.h>
在hi3559av100.h
中:
#define CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x48800000
在hi3559av100.h
中,看到了CONFIG_SYS_TEXT_BASE
的宏
/* CONFIG_SYS_TEXT_BASE needs to align with where ATF loads bl33.bin */
#define CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x48800000
查看u-boot.map在这里又来到了上一层的start.S中来,所以可以知道这两个是由两个文件组成的,一个是u-boot.bin和reg_info.bin,就是说两个不同的start.S的流程来合成一个最终的u-boot-hi3559av100.bin
这个便是正常的流程了:
本文将结合u-boot的“board—>machine—>arch—>cpu”框架,介绍u-boot中平台相关部分的启动流程。并通过对启动流程的简单分析,掌握u-boot移植的基本方法。
2. 多平台架构
这些问题的本质,是软件工程中的抽象和封装,以最简洁、最高效的方式,实现尽可能多的功能。u-boot作为一个跨平台、跨设备的bootloader,同样会面临这些问题。它的解决方案,就是“board—>machine—>arch—>cpu”框架,如下:
基于图片1的架构,u-boot和平台有关的初始化流程,显得比较直观、清晰:
1)u-boot启动后,会先执行CPU(如armv8)的初始化代码。
2)CPU相关的代码,会调用ARCH的公共代码(如arch/arm)。
3)ARCH的公共代码,在适当的时候,调用board有关的接口。u-boot的功能逻辑,大多是由common代码实现,部分和平台有关的部分,则由公共代码声明,由board代码实现。
4)board代码在需要的时候,会调用machine(arch/arm/mach-xxx)提供的接口,实现特定的功能。因此machine的定位是提供一些基础的代码支持,不会直接参与到u-boot的功能逻辑中。
3. 平台相关部分的启动流程分析
本文先不涉及u-boot和平台相关的Kconfig/Makefile部分,以ARM64为例,假定u-boot首先从“arch/arm/cpu/armv8/start.S”的_start接口开始执行。因此我们从_start开始分析。
3.1 _start
_start是u-boot启动后的第一个执行地址,对armv8来说,它只是简单的跳转到reset处执行,如下:
.globl _start
_start:
b reset
3.2 reset
reset:
/* Allow the board to save important registers */
b save_boot_params
.globl save_boot_params_ret
save_boot_params_ret:
#ifdef CONFIG_SYS_RESET_SCTRL
bl reset_sctrl
#endif
/*
* Could be EL3/EL2/EL1, Initial State:
* Little Endian, MMU Disabled, i/dCache Disabled
*/
adr x0, vectors
switch_el x1, 3f, 2f, 1f
3: msr vbar_el3, x0
mrs x0, scr_el3
orr x0, x0, #0xf /* SCR_EL3.NS|IRQ|FIQ|EA */
msr scr_el3, x0
msr cptr_el3, xzr /* Enable FP/SIMD */
#ifdef COUNTER_FREQUENCY
ldr x0, =COUNTER_FREQUENCY
msr cntfrq_el0, x0 /* Initialize CNTFRQ */
#endif
b 0f
2: msr vbar_el2, x0
mov x0, #0x33ff
msr cptr_el2, x0 /* Enable FP/SIMD */
b 0f
1: msr vbar_el1, x0
mov x0, #3 << 20
msr cpacr_el1, x0 /* Enable FP/SIMD */
0:
/* Apply ARM core specific erratas */
bl apply_core_errata
/*
* Cache/BPB/TLB Invalidate
* i-cache is invalidated before enabled in icache_enable()
* tlb is invalidated before mmu is enabled in dcache_enable()
* d-cache is invalidated before enabled in dcache_enable()
*/
/* Processor specific initialization */
bl lowlevel_init
1)reset SCTRL寄存器
具体可参考reset_sctrl函数,由CONFIG_SYS_RESET_SCTRL控制,一般不需要打开。该配置项的解释如下:
Reset the SCTRL register at the very beginning of execution to avoid interference from stale mappings set up by early firmware/loaders/etc.
http://lists.denx.de/pipermail/u-boot/2015-April/211147.html
2)根据当前的EL级别,配置中断向量、MMU、Endian、i/d Cache等。
3)配置ARM的勘误表
具体可参考apply_core_errata函数,由CONFIG_ARM_ERRATA_XXX控制,在项目的初期,可以不打开,后续根据实际情况打开)。
就是ARM有一些bug,但可以通过软件的方法绕过去,由u-boot的代码注释可知,应该只有Cortex-A57才有。具体什么bug,我也没有去研究
4)调用lowlevel_init的功能解释如下(具体可参考u-boot的readme文档):
- purpose: essential init to permit execution to reach board_init_f()
- no global_data or BSS - t