MIPS架构之start.s汇编分析

一、mips架构通用寄存器命名

二、mips汇编指令操作

1、指令集

2、实例：

#example
.data
array1: .space 12         #  declare 12 bytes of storage        # to hold array of 3 integers
.text
__start:
la  $t0, array1              #  load base address of array       # into register
$t0  li  $t1, 5              #  $t1 = 5   ("load immediate")
sw  $t1, ($t0)              #  first array element set to 5# indirect addressing
li  $t1, 13                #   $t1 = 13
sw  $t1, 4($t0)           # second array element set to 13
li $t1, -7                 #   $t1 = -7
sw  $t1, 8($t0)            # third array element set to -7

start.s汇编分析

    mtc0 zero, CP0_WATCHLOmtc0 zero, CP0_WATCHHI                清除硬件数据断点，防止产生调试断点，导致程序停止。芯片在复位后，某些寄存器的内容也许是你想要的结果，但是谁知道呢，为了保证准确无误，最好还是重新进行手动初始化mfc0 k0, CP0_STATUSli  k1, ~ST0_IEand k0, k1mtc0 k0, CP0_STATUS                    禁止全局中断

    mtc0 zero, CP0_CAUSE                  初始化异常寄存器，清除异常原因指示mtc0 zero, CP0_COUNTmtc0 zero, CP0_COMPARE初始化时钟寄存器，防止产生计数器中断li t0, CONF_CM_UNCACHEDmtc0 t0, CP0_CONFIG设置kseg0区不经过cache。cache需要先初始化才能使用。bal 1fnop.word _gp
1:lw gp, 0(ra)bal分支调用，ra返回地址指向下下一条指令，即.word _gp把.word _gp的存储位置载入gp寄存器，即设置GOT表的起始位置la t9, lowlevel_initjalr t9nop根据CPU rate初始化外部时钟、内存。lowlevel_init函数定义见lowlevel_init.Sla t9, mips_cache_resetjalr t9nop初始化高速缓存cache。mips_cache_reset函数定义见cache.Sli t0, CONF_CM_CACHABLE_NONCOHERENTmtc0 t0, CP0_CONFIG设置kseg0区经过cacheli a0, CFG_INIT_SP_OFFSETla t9, mips_cache_lockjalr t9nopli t0, CFG_SDRAM_BASE + CFG_INIT_SP_OFFSETla sp, 0(t0)C语言程序(接下来的函数board_init_f)调用需要栈，而ram还没有初始化不能使用，所以用CACHE_LOCK_SIZE大小的L1 Dcache锁定作为临时栈使用以sp开始，CACHE_LOCK_SIZE大小的堆栈，使用D-cache临时替代la t9, board_init_f   初始化j t9nopboard_init_f函数定义见board
relocate_code:                 对应board.c里的relocate_code (addr_sp, id, addr)，此时a0=addr_sp，a1=id，a3=addr。move sp, a0                设置新的sp = addr_spli t0, CFG_MONITOR_BASE      board/xxx/config.mk #define CFG_MONITOR_BASE TEXT_BASE  board/xxx/config.mk #define CFG_MONITOR_BASE TEXT_BASE

    la t3, in_ram                  t0 = uboot程序在flash的超始地址，t1 =  准备把uboot程序移到ram中的起始地址lw t2, -12(t3)                t2 = uboot程序的结束地址        move t1, a2move t6, gpsub gp, CFG_MONITOR_BASE     计算旧的gp与相对于TEXT_BASE的偏移   add gp, a2                    计算新的gp在移动目的地内存中的地址sub t6, gp, t6                t6 = 新gp(内存中)与旧gp(flash中)的地址偏移量，这个值也是整个uboot从flash移到内存的偏移量。等同于(Destination Address - CFG_MONITOR_BASE)
1:lw t3, 0(t0)sw t3, 0(t1)addu t0, 4ble t0, t2, 1baddu t1, 4按字拷贝，把uboot bin的内容从源地址(flash)拷贝到目的地址(内存)，拷贝的长度是从uboot开始到uboot_end_data为止，uboot_end_data后面是bss段，详见uboot.ldsaddi t0, a2, in_ram - _startj t0nop计算in_ram在内存中的新地址保存到t0，然后跳转到内存中运行in_ram。从此开始，uboot的代码将在ram中运行了.gpword_GLOBAL_OFFSET_TABLE.word uboot_end_data.word uboot_end.word num_got_entries
in_ram:t3 = num_got_entries，t4 = 新的GOT[2]li t2, 2
1:lw t1, 0(t4)beqz t1, 2fadd t1, t6sw t1, 0(t4)
2:addi t2, 1blt t2, t3, 1baddi t4, 4这里是一个循环，从GOT[2]开始，判断如果GOT表项有内容，则把内容从旧的GOT表拷贝到新的GOT表里。为什么要做拷贝呢？上面的程序已经把uboot整个程序从flash拷贝到了ram里，注意，只是内容拷贝，GOT里的地址还是老地址，所以要做重定位(如果是静态编译且属于模块内相对偏移，就不需要这个步骤了)。手工重定位的方法就是把旧GOT里的内容读取，然后加上偏移(uboot在flash与ram的偏移)赋值给新GOT里的对应表项程序构建过程(编译和生成程序时的链接)为每个链接单元(构成动态链接程序的二进制文件，如.o、.a、.so)至少定义一个GOT，每个函数都可以找到自己的GOT，因为GOT的位置离链接单元的入口点的偏移量是固定已知的。链接单元作为一个整体载入内存，所以GOT的内部偏移量与编译时是一样的。u-boot在编译时使用-fpic，会生成一个.got段来存储绝对地址符号。lw t1, -12(t0)lw t2, -8(t0)add t1, t6add t2, t6sub t1, 4
1:addi t1, 4bltl t1, t2, 1bsw zero, 0(t1)t1 = uboot_end_data，      t2 = uboot_end进行BSS段的清零，此时还没有操作系统，动态链接器，加载器等这些东东都还没有，所以要手动执行清零move a0, a1la t9, board_init_rj t9move a1, a2跳转到ram中的board_init_r执行，根据MIPS ABI规范，a0、a1分别是board_init_r的第一个、第二个参数，即board_init_r (gd_t *id, ulong dest_addr)中id = a0，dest_addr = a2t0 = uboot程序在flash的超始地址，t1 =  准备把uboot程序移到ram中的起始地址lw t2, -12(t3)                t2 = uboot程序的结束地址        move t1, a2move t6, gpsub gp, CFG_MONITOR_BASE     计算旧的gp与相对于TEXT_BASE的偏移   add gp, a2                    计算新的gp在移动目的地内存中的地址sub t6, gp, t6                t6 = 新gp(内存中)与旧gp(flash中)的地址偏移量，这个值也是整个uboot从flash移到内存的偏移量。等同于(Destination Address - CFG_MONITOR_BASE)
1:lw t3, 0(t0)sw t3, 0(t1)addu t0, 4ble t0, t2, 1baddu t1, 4按字拷贝，把uboot bin的内容从源地址(flash)拷贝到目的地址(内存)，拷贝的长度是从uboot开始到uboot_end_data为止，uboot_end_data后面是bss段，详见uboot.ldsaddi t0, a2, in_ram - _startj t0nop计算in_ram在内存中的新地址保存到t0，然后跳转到内存中运行in_ram。从此开始，uboot的代码将在ram中运行了.gpword_GLOBAL_OFFSET_TABLE.word uboot_end_data.word uboot_end.word num_got_entries
in_ram:t3 = num_got_entries，t4 = 新的GOT[2]li t2, 2
1:lw t1, 0(t4)beqz t1, 2fadd t1, t6sw t1, 0(t4)
2:addi t2, 1blt t2, t3, 1baddi t4, 4这里是一个循环，从GOT[2]开始，判断如果GOT表项有内容，则把内容从旧的GOT表拷贝到新的GOT表里。为什么要做拷贝呢？上面的程序已经把uboot整个程序从flash拷贝到了ram里，注意，只是内容拷贝，GOT里的地址还是老地址，所以要做重定位(如果是静态编译且属于模块内相对偏移，就不需要这个步骤了)。手工重定位的方法就是把旧GOT里的内容读取，然后加上偏移(uboot在flash与ram的偏移)赋值给新GOT里的对应表项程序构建过程(编译和生成程序时的链接)为每个链接单元(构成动态链接程序的二进制文件，如.o、.a、.so)至少定义一个GOT，每个函数都可以找到自己的GOT，因为GOT的位置离链接单元的入口点的偏移量是固定已知的。链接单元作为一个整体载入内存，所以GOT的内部偏移量与编译时是一样的。u-boot在编译时使用-fpic，会生成一个.got段来存储绝对地址符号。lw t1, -12(t0)lw t2, -8(t0)add t1, t6add t2, t6sub t1, 4
1:addi t1, 4bltl t1, t2, 1bsw zero, 0(t1)t1 = uboot_end_data，      t2 = uboot_end进行BSS段的清零，此时还没有操作系统，动态链接器，加载器等这些东东都还没有，所以要手动执行清零move a0, a1la t9, board_init_rj t9move a1, a2跳转到ram中的board_init_r执行，根据MIPS ABI规范，a0、a1分别是board_init_r的第一个、第二个参数，即board_init_r (gd_t *id, ulong dest_addr)中id = a0，dest_addr = a2

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