S5PV210-uboot解析(三)-start_armboot解析
2024-05-13 19:34:07
start_armboot解析
start_armboot函数在lib_arm/board.c文件里，除了函数本身，还有一些用到了的定义和宏。S5PV210-uboot解析-start.S解析(二)-gd_t和init_sequence函数.note
typedef int (init_fnc_t) (void);
这里定义的是一个函数类型，不是函数指针。
下面是正式代码，我将没有用到的地方都去掉了：
void start_armboot (void)
{
init_fnc_t **init_fnc_ptr;
这里定义的是函数类型的二重指针，也可以看成是函数类型的指针数组。
char *s;
int mmc_exist = 0;
/* Pointer is writable since we allocated a register for it */
#ifdef CONFIG_MEMORY_UPPER_CODE /* by scsuh */
ulong gd_base;
gd_base = CFG_UBOOT_BASE + CFG_UBOOT_SIZE - CFG_MALLOC_LEN - CFG_STACK_SIZE - sizeof(gd_t);
gd_base的地址就是 0x33e0_0000 + 2*1024*1024 - (0x4000 + 896*1024) - (512*1024) - (36 + 46 )
就是 基地址 + 2MB -(16KB + 896KB) - (512KB) - (82B)
也就是uboot的基地址+2MB-1424KB，相当于uboot基地址后面623KB多点的位置。
这之间的内存排布就是
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CFG_UBOOT_SIZE
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宏定义的uboot大小(2MB)
实际上只有200多KB
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gd_base
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全局变量的区域
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内存间隔
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CFG_STACK_SIZE
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栈区
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CFG_MALLOC_LEN
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堆区
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CFG_UBOOT_BASE
|
uboot基地址
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gd = (gd_t*)gd_base;
#else
gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
#endif
/* compiler optimization barrier needed for GCC >= 3.4 */
__asm__ __volatile__("": : :"memory");
这句话是调用汇编的指令，为了防止高版本的GCC的优化造成错误。__asm__ 表示后面的代码为内嵌汇编，__volatile__防止编译器优化代码，括号内的是汇编指令。内嵌汇编语法如下：
__asm__(汇编语句模板: 输出部分: 输入部分: 破坏描述部分)
memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t));
gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t));
memset初始化指针。
monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start;
for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
hang ();
}
}
这个for循环用到了之前定义的函数类型的二重指针(相当于指针数组)，遍历init_sequence数组内的元素，即运行每一个函数进行相关的初始化操作，这里面的函数都是初始化相关的。这里操作的时候先赋值init_fnc_ptr = init_sequence 循环的时候操作init_fnc_ptr 而不对init_sequence 进行操作。如果某一个函数初始化失败了，没有返回0，那么就进入hang函数挂起。hang函数内部就是一个死循环。如果uboot进入到hang函数了，只能重启。
#ifndef CFG_NO_FLASH
/* configure available FLASH banks */
size = flash_init ();
display_flash_config (size);
#endif /* CFG_NO_FLASH */
这里是属于代码移植的遗留问题，在210板子中是没有norFlash的，但是这里还是保留了这段代码，而进行实际测试发现如果定义CFG_NO_FLASH的话会产生很多错误，所以没有定义CFG_NO_FLASH。这段代码只是在串口输出了Flash: 8 MB，没有其他的作用。
#ifdef CONFIG_VFD
# ifndef PAGE_SIZE
# define PAGE_SIZE 4096
# endif
/*
* reserve memory for VFD display (always full pages)
*/
/* bss_end is defined in the board-specific linker script */
addr = (_bss_end + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);
size = vfd_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
#endif /* CONFIG_VFD */
#ifdef CONFIG_LCD
/* board init may have inited fb_base */
if (!gd->fb_base) {
# ifndef PAGE_SIZE
# define PAGE_SIZE 4096
# endif
/*
* reserve memory for LCD display (always full pages)
*/
/* bss_end is defined in the board-specific linker script */
addr = (_bss_end + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);
size = lcd_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
}
#endif /* CONFIG_LCD */
CONFIG_VFD和CONFIG_LCD都是和显示相关的，是uboot中自带的LCD显示的软件架构，但这里这两个宏都没有被定义，因为在后面我们使用了自己的LCD显示函数。
/* armboot_start is defined in the board-specific linker script */
#ifdef CONFIG_MEMORY_UPPER_CODE /* by scsuh */
mem_malloc_init (CFG_UBOOT_BASE + CFG_UBOOT_SIZE - CFG_MALLOC_LEN - CFG_STACK_SIZE);
#else
mem_malloc_init (_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);
#endif
|
static void mem_malloc_init (ulong dest_addr)
{
mem_malloc_start = dest_addr;
mem_malloc_end = dest_addr + CFG_MALLOC_LEN;
mem_malloc_brk = mem_malloc_start;
memset ((void *) mem_malloc_start, 0,
mem_malloc_end - mem_malloc_start);
}
|
|
这个函数是用来初始化堆管理器的。CFG_MALLOC_LEN就是堆的大小，有896KB。
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//******************************//
// Board Specific
// #if defined(CONFIG_SMDKXXXX)
//******************************//
接下来的一些代码都是和指定的板子相关的，通过定义宏来选择。
#if defined(CONFIG_X210)
#if defined(CONFIG_GENERIC_MMC)
puts ("SD/MMC: ");
mmc_exist = mmc_initialize(gd->bd);
if (mmc_exist != 0)
{
puts ("0 MB\n");
初始化MMC，其实是初始化SoC内部的MMC控制器。调用mmc_initialize函数。
|
drivers/mmc/mmc.c
int mmc_initialize(bd_t *bis)
{
struct mmc *mmc;
int err;
INIT_LIST_HEAD(&mmc_devices);
cur_dev_num = 0;
if (board_mmc_init(bis) < 0)
cpu_mmc_init(bis);
#if defined(DEBUG_S3C_HSMMC)
print_mmc_devices(',');
#endif
#ifdef CONFIG_CHECK_X210CV3
mmc = find_mmc_device(1);//lqm
#else
mmc = find_mmc_device(0);
#endif
if (mmc) {
err = mmc_init(mmc);
if (err)
err = mmc_init(mmc);
if (err) {
printf("Card init fail!\n");
return err;
}
}
printf("%ldMB\n", (mmc->capacity/(1024*1024/(1<<9))));
return 0;
}
|
|
drivers/mmc/mmc.c
这段代码主要初始化的操作是这一段：
if (board_mmc_init(bis) < 0)
cpu_mmc_init(bis);
跳转到board_mmc_init后
static int __def_mmc_init(bd_t *bis)
{
return -1;
}
int cpu_mmc_init(bd_t *bis) __attribute__((weak, alias("__def_mmc_init")));
int board_mmc_init(bd_t *bis) __attribute__((weak, alias("__def_mmc_init")));
board_mmc_init 后面的__attribute__((weak, alias("__def_mmc_init"))); 表示
board_mmc_init 是 __def_mmc_init 的一个别名。而__def_mmc_init 返回-1，小于0，所以
初始化的时候实际执行的是cpu_mmc_init。
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|
cpu/s5pc11x/cpu.c
int cpu_mmc_init(bd_t *bis)
{
#ifdef CONFIG_S3C_HSMMC
setup_hsmmc_clock(); //设置时钟
setup_hsmmc_cfg_gpio(); //设置GPIO
return smdk_s3c_hsmmc_init();
#else
return 0;
#endif
}
|
__attribute__ 可以设置函数属性（Function Attribute ）、变量属性（Variable Attribute ）和类型属性（Type Attribute ）。
weak 和 alias 分别是两个属性。weak 使得 board_mmc_init 这个符号在目标文件中作为 weak symbol 而不是 global symbol。
而 alias 则使 board_mmc_init 是 __def_mmc_init 的一个别名，__def_mmc_init 和 board_mmc_init 必须在同一个编译单元中定义，否则会编译出错。
给函数加上weak属性时，即使函数没定义，函数被调用也可以编译成功。
当有两个函数同名时，则使用强符号（也叫全局符号,即没有加weak的函数）来代替弱符号（加weak的函数）。
#ifdef CONFIG_CHECK_X210CV3
check_flash_flag=0;//check inand error!
#endif
}
#ifdef CONFIG_CHECK_X210CV3
else
{
check_flash_flag=1;//check inand ok!
}
#endif
#endif
#if defined(CONFIG_MTD_ONENAND)
puts("OneNAND: ");
onenand_init();
/*setenv("bootcmd", "onenand read c0008000 80000 380000;bootm c0008000");*/
#else
//puts("OneNAND: (FSR layer enabled)\n");
#endif
#if defined(CONFIG_CMD_NAND)
puts("NAND: ");
nand_init();
#endif
#endif /* CONFIG_X210 */
/* initialize environment */
env_relocate ();
重定位环境变量，因为环境变量最开始都烧录在SD卡中，这里将SD卡中的环境变量读取到DDR中。
|
将无效的宏定义去掉后：
void env_relocate (void)
{
DEBUGF ("%s[%d] offset = 0x%lx\n", __FUNCTION__,__LINE__,
gd->reloc_off);
if (gd->env_valid == 0) {
set_default_env();
}
else {
env_relocate_spec ();
}
gd->env_addr = (ulong)&(env_ptr->data);
}
|
|
这样比较清楚的看到由于gd->env_valid的值是等于0的，所以执行的默认设置环境变量函数是
set_default_env：
void set_default_env(void)
{
if (sizeof(default_environment) > ENV_SIZE) {
puts ("*** Error - default environment is too large\n\n");
return;
}
memset(env_ptr, 0, sizeof(env_t));
memcpy(env_ptr->data, default_environment,
sizeof(default_environment));
#ifdef CFG_REDUNDAND_ENVIRONMENT
env_ptr->flags = 0xFF;
#endif
env_crc_update ();
gd->env_valid = 1;
}
可以看到第一次启动的时候uboot会使用默认的环境变量，用memset和memcpy进行清零后复制。
之后就把gd->env_valid赋值1，即有效。
|
/* IP Address */
gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");
/* MAC Address */
{
int i;
ulong reg;
char *s, *e;
char tmp[64];
i = getenv_r ("ethaddr", tmp, sizeof (tmp));
s = (i > 0) ? tmp : NULL;
for (reg = 0; reg < 6; ++reg) {
gd->bd->bi_enetaddr[reg] = s ? simple_strtoul (s, &e, 16) : 0;
if (s)
s = (*e) ? e + 1 : e;
}
}
从环境变量中获取IP地址和MAC地址，getenv_IPaddr 是调用getenv 函数来获取环境变量中的字符串格式的IP地址，中间还用string_to_ip 来将字符串格式的IP地址转换成字符串格式的点分十进制格式。
devices_init (); /* get the devices list going. */
设备初始化函数，放在这里面初始化的设备都是驱动设备，作用就是集中执行各种硬件驱动的初始化函数。
jumptable_init ();
跳转表。应该是要实现函数指针到具体函数的映射，但是查找发现跳转表只是被赋值没有被引用，因此在uboot中没有使用。
#if !defined(CONFIG_SMDK6442)
console_init_r (); /* fully init console as a device */
#endif
/* enable exceptions */
enable_interrupts ();
中断使能，实际是空函数。没有定义相关的宏，#else分支是空函数。
/* Initialize from environment */
if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {
load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
}
#if defined(CONFIG_CMD_NET)
if ((s = getenv ("bootfile")) != NULL) {
copy_filename (BootFile, s, sizeof (BootFile));
}
#endif
这两个环境变量是和内核启动有关的，启动linux内核时会参考这两个变量。
#ifdef BOARD_LATE_INIT
board_late_init ();
#endif
开发板晚期初始化的函数，在x210中，这个函数是空的。
****************lxg added**************/
#ifdef CONFIG_MPAD
extern int x210_preboot_init(void);
x210_preboot_init();
#endif
x210启动起来之前的一些初始化，主要是LCD相关。还有屏幕上的logo显示。
/****************end**********************/
/* check menukey to update from sd */
extern void update_all(void);
if(check_menu_update_from_sd()==0)//update mode
{
puts ("[LEFT DOWN] update mode\n");
run_command("fdisk -c 0",0);
update_all();
}
else
puts ("[LEFT UP] boot mode\n");
这里设置了一个自动更新的功能，开机按下LEFT按键会进入 update mode，之后uboot会从SD卡中读取镜像烧录到iNand中。不按LEFT会进入boot mode，即正常启动。
/* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */
for (;;) {
main_loop ();
}
uboot启动的最后阶段，main_loop是一个死循环，如果开机倒计时不打断会自动引导内核加载系统，如果打断会进入uboot的命令行。
/* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */
}
到这里uboot启动的第二阶段也分析完了。在start_armboot函数中，主要就是对开发板的硬件做了初始化，还有软件的一些数据结构做了初始化。
主要的函数及功能：
init_sequence
cpu_init 空的
board_init 网卡、机器码、内存传参地址
dm9000_pre_init 网卡
gd->bd->bi_arch_number 机器码
gd->bd->bi_boot_params 内存传参地址
interrupt_init 定时器
env_init
init_baudrate gd数据结构中波特率
serial_init 空的
console_init_f 空的
display_banner 打印启动信息
print_cpuinfo 打印CPU时钟设置信息
checkboard 检验开发板名字
dram_init gd数据结构中DDR信息
display_dram_config 打印DDR配置信息表
mem_malloc_init 初始化uboot自己维护的堆管理器的内存
mmc_initialize inand/SD卡的SoC控制器和卡的初始化
env_relocate 环境变量重定位
gd->bd->bi_ip_addr gd数据结构赋值
gd->bd->bi_enetaddr gd数据结构赋值
devices_init 空的
jumptable_init 不用关注的
console_init_r 真正的控制台初始化
enable_interrupts 空的
loadaddr、bootfile 环境变量读出初始化全局变量
board_late_init 空的
eth_initialize 空的
x210_preboot_init LCD初始化和显示logo
check_menu_update_from_sd 检查自动更新
main_loop 主循环
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