coreboot学习3：启动流程跟踪之bootblock阶段
coreboot的第一个启动阶段为bootblock。该阶段均使用汇编语言编写。下面根据执行文件顺序介绍。
一、reset16.inc
bootlbock的最开始执行的文件为src\cpu\x86\16bit\reset16.inc。该文件十分简单，如下：
.section ".reset", "ax", %progbits.code16
.globl _start
_start:.byte 0xe9.int _start16bit - ( . + 2 )/* Note: The above jump is hand coded to work around bugs in binutils.* 5 byte are used for a 3 byte instruction. This works because x86* is little endian and allows us to use supported 32bit relocations* instead of the weird 16 bit relocations that binutils does not* handle consistenly between versions because they are used so rarely.*/.previous
里面的_start16bit在entry16.inc中定义。
二、 entry16.inc
从文件src\cpu\x86\16bit\ entry16.inc名称上看出，该文件为16位的汇编代码，主要做一些初始工作，接着便进入到保护模式。
下面语句定义其为16位代码段。
.code16
.globl _start16bit
.type _start16bit, @function1、关中断：
_start16bit:/* 关中断 */cli2、保存BIST的值
/* Save the BIST result *//* 保存eax的BIST(Built-In Self-Test)的值，上电或复位后，eax值为0表示所有的测试通过，参见intel开发文档3A 9.1.2 */movl %eax, %ebp3、将cr3清零
/* cr3清零，使TLB无效(cache无效) — CR3:页目录基址的物理地址和PCD和PWT标志位(和CACHE有关) */xorl %eax, %eaxmovl %eax, %cr3 /* Invalidate TLB*/4、
movw %cs, %axshlw $4, %axmovw $nullidt_offset, %bxsubw %ax, %bxlidt %cs:(%bx)movw $gdtptr16_offset, %bxsubw %ax, %bxlgdtl %cs:(%bx)
5、进入保护模式
主要是设置cr0寄存器，其中PE为1表示保护模式。
/* 进入保护模式 PE为1 */movl %cr0, %eaxandl $0x7FFAFFD1, %eax /* PG,AM,WP,NE,TS,EM,MP = 0 */orl $0x60000001, %eax /* CD, NW, PE = 1 */movl %eax, %cr06、恢复BIST值到eax寄存器
/* 重新赋值BIST到eax *//* 测试用的 -- movl $0xab, %eax*//* Restore BIST to %eax */movl %ebp, %eax7、跳转到保护模式
/* Now that we are in protected mode jump to a 32 bit code segment. */ljmpl $ROM_CODE_SEG, $__protected_start之后便到entry32.inc文件。
三、entry32.inc
文件：src\cpu\x86\16bit\ entry32.inc。开始处的.code32定义其为32位代码段。
1、GDT表相关定义
GDT表中有三个表项：
第一个是GDT表项的基地址和大小作为limit。
第二个是基地址为0x00000000段界限为4GB的代码段。
第三个是与第二个相同地址的数据段。
/* This is the GDT for the ROM stage part of coreboot. It* is different from the RAM stage GDT which is defined in* c_start.S*/.align 4
.globl gdtptr
gdt:
gdtptr:.word gdt_end - gdt -1 /* compute the table limit */.long gdt /* we know the offset */.word 0/* selgdt 0x08, flat code segment */.word 0xffff, 0x0000.byte 0x00, 0x9b, 0xcf, 0x00 /* G=1 and 0x0f, So we get 4Gbytes for limit *//* selgdt 0x10,flat data segment */.word 0xffff, 0x0000.byte 0x00, 0x93, 0xcf, 0x00/* selgdt 0x18, flat code segment (64-bit) */.word 0xffff, 0x0000.byte 0x00, 0x9b, 0xaf, 0x00gdt_end:
2、保存BIST值
lgdt %cs:gdtptrljmp $ROM_CODE_SEG, $__protected_start__protected_start:/* Save the BIST value */movl %eax, %ebp
3、把除了CS以外的数据段全部加载到第三个GDT表项上。
movw $ROM_DATA_SEG, %axmovw %ax, %dsmovw %ax, %esmovw %ax, %ssmovw %ax, %fsmovw %ax, %gs4、恢复BIST值
/* Restore the BIST value to %eax *//* 恢复BIST值到eax，以qemu x86为例，在cache as ram阶段，会保存此值，而最后romstage入口函数参数即为BIST *//* 测试用的 -- movl $0xaa, %eax */movl %ebp, %eax以上是简单的代码注释。其中BIST贯穿着整个阶段，它是romstage入口函数的参数。BIST为英文“Built-In Self-Test”简称，在CPU上电或复位后，如果eax的值为0，则表示测试通过，参考intel软件开发人员文档3A 9.1.2。关于GDT表相关知识，可以参阅于渊编写的《Orange'S:一个操作系统的实现》。
另外：
在代码分析时，使用临时值赋给eax寄存器，作为跟踪的一个手段。
对于coreboot代码编译生成还未十分掌握、理解。
本文未对跳转到下一阶段romstage做分析。
注：
由于coreboot方面资料较少，笔者第一次尝试分析代码，还有众多未能参透的地方，难免出错。任何问题，欢迎一起交流学习。
参考资料：
Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual手册下载地址：
http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/architectures-software-developer-manuals.html
coreboot仓库：https://github.com/coreboot/coreboot
http://blog.csdn.net/shuanghuo9/article/details/6574261
Orange'S:一个操作系统的实现：https://book.douban.com/subject/3735649/
李迟 2016.3.14 周一 晚
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