ZYNQ U-Boot 代碼分析 + Vivado SDK 載入調試
復位後第一時間在復位向量.
進入後就會跳轉到復位.
進入後並沒打開LPAE技術,LPAE和x86的36-bit地址異曲同工,可以支持到最大1TB內存,這裏沒需要,所以直接過去了,接下來讀取CPSR並保存到R0,然後讓R0和0x1F進行AND運算,提取出M[4:0]設置處理器工作模式,然後現在R1儲存的是CPSR中的M[4:0],然後判斷是否為Hyp模式(11010),如果不是,就清除並設置R0寄存器保存的M[4:0]為SVC模式(10011),然後R0再和0xC0或運算,使得FIQ,IRQ位為1,關閉中斷,最後把R0寫回CPSR.
接下來繼續執行,由於我們Z7實際上用的是FSBL加載,所以現在實際上DDR這些外存已經可以用了,空間不會太緊張,所以沒開SPL,那麼就要執行下面的代碼.這裏目的是讀取CP15(協處理)的C1,並嘗試清除CR_V位,根據ARM定義( 點這裏看 ),他是向量表控制位,設置成0目的是為了重定向向量表,我們記得U-Boot一開始便是中斷向量表,因此也通過R0把中斷向量表送入CP15的C12,即VBAR寄存器.
接下來還要調用3個函數,其中cpu_init_cp15是Cache,MMU設置,
而cpu_init_crit實際上是lowlevel_init,而這裏實際就是啟動VFP.
然後進入彙編主函數,這裏有加載CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR到R0,CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR即從片上RAM頂部減去全局變量和初始化內存的位置,比如這次編譯結果中地址在ffff1f30,可以從右上角寄存器看到.為了讓地址對齊,還進入board_init_f_alloc_reserve以便幫助16字節對齊,所以最後結果ffff1660,將計算到的數值寫入R9,給後面C語言用,UBoot的全局變量都在gd結構體裏,所以R9便是gd的地址.當然如果是AARCH64應該會保存在X18寄存器,這個都在arch/arm/include/asm/global_data.h有定義.
剛才説gd是一個超大的全局變量,他結構有多大呢,也在arch/arm/include/asm/global_data.h定義了.
typedef struct global_data { bd_t *bd; unsigned long flags; unsigned int baudrate; unsigned long cpu_clk; /* CPU clock in Hz! */ unsigned long bus_clk; /* We cannot bracket this with CONFIG_PCI due to mpc5xxx */ unsigned long pci_clk; unsigned long mem_clk; #if defined(CONFIG_LCD) || defined(CONFIG_VIDEO) unsigned long fb_base; /* Base address of framebuffer mem */ #endif #if defined(CONFIG_POST) unsigned long post_log_word; /* Record POST activities */ unsigned long post_log_res; /* success of POST test */ unsigned long post_init_f_time; /* When post_init_f started */ #endif #ifdef CONFIG_BOARD_TYPES unsigned long board_type; #endif unsigned long have_console; /* serial_init() was called */ #if CONFIG_IS_ENABLED(PRE_CONSOLE_BUFFER) unsigned long precon_buf_idx; /* Pre-Console buffer index */ #endif unsigned long env_addr; /* Address of Environment struct */ unsigned long env_valid; /* Environment valid? enum env_valid */ unsigned long ram_top; /* Top address of RAM used by U-Boot */ unsigned long relocaddr; /* Start address of U-Boot in RAM */ phys_size_t ram_size; /* RAM size */ unsigned long mon_len; /* monitor len */ unsigned long irq_sp; /* irq stack pointer */ unsigned long start_addr_sp; /* start_addr_stackpointer */ unsigned long reloc_off; struct global_data *new_gd; /* relocated global data */ #ifdef CONFIG_DM struct udevice *dm_root; /* Root instance for Driver Model */ struct udevice *dm_root_f; /* Pre-relocation root instance */ struct list_head uclass_root; /* Head of core tree */ #endif #ifdef CONFIG_TIMER struct udevice *timer; /* Timer instance for Driver Model */ #endif const void *fdt_blob; /* Our device tree, NULL if none */ void *new_fdt; /* Relocated FDT */ unsigned long fdt_size; /* Space reserved for relocated FDT */ #ifdef CONFIG_OF_LIVE struct device_node *of_root; #endif struct jt_funcs *jt; /* jump table */ char env_buf[32]; /* buffer for env_get() before reloc. */ #ifdef CONFIG_TRACE void *trace_buff; /* The trace buffer */ #endif #if defined(CONFIG_SYS_I2C) int cur_i2c_bus; /* current used i2c bus */ #endif #ifdef CONFIG_SYS_I2C_MXC void *srdata[10]; #endif unsigned int timebase_h; unsigned int timebase_l; #if CONFIG_VAL(SYS_MALLOC_F_LEN) unsigned long malloc_base; /* base address of early malloc() */ unsigned long malloc_limit; /* limit address */ unsigned long malloc_ptr; /* current address */ #endif #ifdef CONFIG_PCI struct pci_controller *hose; /* PCI hose for early use */ phys_addr_t pci_ram_top; /* top of region accessible to PCI */ #endif #ifdef CONFIG_PCI_BOOTDELAY int pcidelay_done; #endif struct udevice *cur_serial_dev; /* current serial device */ struct arch_global_data arch; /* architecture-specific data */ #ifdef CONFIG_CONSOLE_RECORD struct membuff console_out; /* console output */ struct membuff console_in; /* console input */ #endif #ifdef CONFIG_DM_VIDEO ulong video_top; /* Top of video frame buffer area */ ulong video_bottom; /* Bottom of video frame buffer area */ #endif #ifdef CONFIG_BOOTSTAGE struct bootstage_data *bootstage; /* Bootstage information */ struct bootstage_data *new_bootstage; /* Relocated bootstage info */ #endif #ifdef CONFIG_LOG int log_drop_count; /* Number of dropped log messages */ int default_log_level; /* For devices with no filters */ struct list_head log_head; /* List of struct log_device */ #endif } gd_t; #endif
接下來就進入board_init_f_init_reserve,主要是初始化C環境代碼,比如清零gd所在位置,不至於gd一進來就有數據,這很影響的,剛才已經得到的ffff1660,再加上gd的大小是ffff1728,然後做16字節對齊,就是ffff1730,
從變量可以觀察到gd的malloc_base,early malloc也會從這裏開始,真的一點內存也沒浪費的呢.
接着清空R0之後,開始board_init_f,這裏會進行一系列初始化.
從名字能看出來,是執行init_sequence_f列出的內容,這裏就對裏面每一個函數分析就可以知道,大致就初始化一些非常底層的內容,初始化gd,拷貝gd到DDR等等.畢竟還沒完全部署好C環境.
其中把SP(gd->start_addr_sp)設置到R0,從寄存器能看到地址已經是3eb17ec0,這是DDR地址了,再R0做8字節對齊給SP,由於gd位置變化,所以R9也要更新,所以先把gd->bd賦值給R9,然後再減去GD大小,那麼當前的R9就是新的gd位置,當然地址也在DDR中.然後設置LR為here,這樣執行其他函數後就返回到後面的here標籤位置,然後R0配置為gd->reloc_off,之後lr += r0就相當於重定位後,here也挪到DDR後面,接着r0就要保存着重定向的地址,然後開始重定向代碼.
當然除了搬代碼,還要搬向量表.
當然,拷貝後會發現調試”失效”了,是因為調試文件的地址和這裏的參考地址不同.暫時不管,之後的c_runtime_cpu_setup在arch/arm/cpu/armv7/start.S中,他的作用是如果ICACHE使能則失效他.
接下來清除BSS段並調用board_init_r,其實就是init_sequence_r函數列表.
由於現在地址重定向了,不太容易繼續分析,那麼現在可以看看之前的比如init_sequence_f,由於條件編譯的存在,有一些已經自動變灰的不用分析.
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