ti-sdk-evm-am335x-05.07 uboot分析(MLO跳转到u-boot之前)

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                         ROM CODE怎样从MMC启动

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ROM code将boot parameters的结构体指针通过R0寄存器传递给MLO，在start.s的reset部分，第一句指令就是：

bl save_boot_params.

5.07版本号中相关代码比較复杂。而7.00中就相对简单：

就是将R0的数据存储到r1所指的地址中，只存储了一个指针就返回了。

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Start.s  Start

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位于arch/arm/cpu/armv7/start.s

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上电直接跳到reset异常处理例程

调用save_boot_params，保存boot參数。不详述。

continue...

cpy_clk_code是将DPLL的代码复制到SRAM中，暂不述。

cpu_init_crit仅仅在SPL阶段会被调用，用于setup important registers and memory timing.

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接着调用lowlevel_init函数，位于arch/arm/cpu/armv7/omap-common/lowlevel_init.s文件。

从名字能够看出，该文件用于底层的初始化。

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lowlevel_init Start（lowlevel_init.s）

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这里首先建立一个暂时的栈，用于执行接下来c程序s_init。

当中LOW_LEVEL_SRAM_STACK定义在asm/arch/omap.h文件中面。

而0x4030B7FC位于MPU的L3 OCMC0区域。

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调用的函数s_init。位于board/ti/am335x/evm.c下。

在s_init中有几步非常关键

1、 preloader_console_init()用于初始化串口，调用serial_init(),该函数位于common/serial.c文件中面。

serial_init()函数首先检查当前有没有串口，显然没有，就仅仅能用默认串口default_serial_console结构。该结构定义在drivers/serial/serial.c中。

当中CONFIG_CONS_INDEX宏定义在include/configs/am335x_evm.h,定义为1表示使用UART0口。

这块是移植时候须要注意的地方。否则调试u-boot时候在默认的串口上不会信息打印。

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2、 enable_i2c0_pin_mux()
i2c_init()以及read_eeprom(),这三个函数主要适用于TI公司AM335x相关的板子。

     这一系列板子上面都有EEPROM而且存储了板子的信息。read_eeprom用于读取相关信息。

s_init
Continue...

定义变量is_ddr3用于选择初始化的对象，这也是移植时候须要注意的地方。

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lowlevel_init End（lowlevel_init.s）

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call_board_init_f Start（start.s）

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Back to start.s

调用完cpu_init_crit后,start.s会继续。接着会调用board_init_f()，在调用之前会在内部SRAM中设立栈指针，

这样才干调用函数。由于函数调用须要入栈的操作。

1、栈指针值CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR

start.s又包括 config.h 文件（位于am335x/include/config.h，am335x是编译时候生成的，Makefile将与目标板相关的文件集中在此处）

config.h文件内容：

在configs/am335x_evm.h中定义了CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR:

即CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR = SRAM0_START + SRAM0_SIZE - GENERATED_GBL_DATA_SIZE

当中 SRAM0_START定义在hardware.h中，进入后可知 SRAM0_START = 0x402F0400，正是Memory Map中SRAM internel的首地址。

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SRAM0_SIZE定义在cpu.h中。进入后可知 SRAM0_SIZE = 0x1B400，这个SIZE一直将SRAM延伸到OCMC0里面，结束地址为0x4030B800。

GENERATED_GBL_DATA_SIZE定义在generic-asm-offset.h（asm-offset.h包括此头文件）中。值为128。

这个size的空间是用于存储global_data结构的数据，存储空间以16字节对齐（这个并未证明，由于代码里面没有在不论什么地方提到将全局变量指针指向此地）。

总结一下。到这一步，在MPU的内部OCMC0区设置栈底SP = 0x4030B800 - 128
= 0x4030B780，并在栈底上面存储分配128 Bytes空间用于存储全局数据。

2、MLO重定位

board_init_f函数位于arch/arm/cpu/armv7/omap-common/spl.c。该函数唯一做的事情就是向relocate_code

函数传入三个參数。然后程序流程又回到start.s文件。

在board_init_f()函数调用start.s中的relocate_code函数。这里实现重定位（实现机理能够百度之），

http://blog.csdn.net/zsy2020314/article/details/9824035  这个解释不错

http://blog.sina.com.cn/s/blog_7656589b0100ys1l.html  这个解释不错

重定位后。后面的puts不会执行了。由于relocate_code不会返回。见下图。

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relocate_code Start（start.s） 

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relocate_code的代码例如以下：

/*

* void relocate_code (addr_sp, gd, addr_moni)

*

* This "function" does not return, instead it continues in RAM

* after relocating the monitor code.

*

*/

     .globl     relocate_code

relocate_code:

     mov     r4, r0     /* save addr_sp */

     mov     r5, r1     /* save addr of gd */

     mov     r6, r2     /* save addr of destination */



     /* Set up the stack                                  */

stack_setup:

     mov     sp, r4



     adr     r0, _start

     cmp     r0, r6

     moveq     r9, #0          /* no relocation. relocation offset(r9) = 0 */

     beq     clear_bss          /* skip relocation */

     mov     r1, r6               /* r1 <- scratch for copy_loop */

     ldr     r3, _image_copy_end_ofs

     add     r2, r0, r3          /* r2 <- source end address         */



copy_loop:

     ldmia     r0!, {r9-r10}          /* copy from source address [r0]    */

     stmia     r1!, {r9-r10}          /* copy to   target address [r1]    */

     cmp     r0, r2               /* until source end address [r2]    */

     blo     copy_loop



#ifndef CONFIG_SPL_BUILD

     /*

     * fix .rel.dyn relocations

     */

     ldr     r0, _TEXT_BASE          /* r0 <- Text base */

     sub     r9, r6, r0          /* r9 <- relocation offset */

     ldr     r10, _dynsym_start_ofs     /* r10 <- sym table ofs */

     add     r10, r10, r0          /* r10 <- sym table in FLASH */

     ldr     r2, _rel_dyn_start_ofs     /* r2 <- rel dyn start ofs */

     add     r2, r2, r0          /* r2 <- rel dyn start in FLASH */

     ldr     r3, _rel_dyn_end_ofs     /* r3 <- rel dyn end ofs */

     add     r3, r3, r0          /* r3 <- rel dyn end in FLASH */

fixloop:

     ldr     r0, [r2]          /* r0 <- location to fix up, IN FLASH! */

     add     r0, r0, r9          /* r0 <- location to fix up in RAM */

     ldr     r1, [r2, #4]

     and     r7, r1, #0xff

     cmp     r7, #23               /* relative fixup?

*/

     beq     fixrel

     cmp     r7, #2               /* absolute fixup?

*/

     beq     fixabs

     /* ignore unknown type of fixup */

     b     fixnext

fixabs:

     /* absolute fix: set location to (offset) symbol value */

     mov     r1, r1, LSR #4          /* r1 <- symbol index in .dynsym */

     add     r1, r10, r1          /* r1 <- address of symbol in table */

     ldr     r1, [r1, #4]          /* r1 <- symbol value */

     add     r1, r1, r9          /* r1 <- relocated sym addr */

     b     fixnext

fixrel:

     /* relative fix: increase location by offset */

     ldr     r1, [r0]

     add     r1, r1, r9

fixnext:

     str     r1, [r0]

     add     r2, r2, #8          /* each rel.dyn entry is 8 bytes */

     cmp     r2, r3

     blo     fixloop

     b     clear_bss

_rel_dyn_start_ofs:

     .word __rel_dyn_start - _start

_rel_dyn_end_ofs:

     .word __rel_dyn_end - _start

_dynsym_start_ofs:

     .word __dynsym_start - _start



#endif     /* #ifndef CONFIG_SPL_BUILD */



clear_bss:

#ifdef CONFIG_SPL_BUILD

     /* No relocation for SPL */

     ldr     r0, =__bss_start

     ldr     r1, =__bss_end__

#else

     ldr     r0, _bss_start_ofs

     ldr     r1, _bss_end_ofs

     mov     r4, r6               /* reloc addr */

     add     r0, r0, r4

     add     r1, r1, r4

#endif

     mov     r2, #0x00000000          /* clear                   */



clbss_l:str     r2, [r0]          /* clear loop...              */

     add     r0, r0, #4

     cmp     r0, r1

     bne     clbss_l



/*

* We are done. Do not return, instead branch to second part of board

* initialization, now running from RAM.

*/

jump_2_ram:

/*

* If I-cache is enabled invalidate it

*/

#ifndef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF

     mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0     @ invalidate icache

     mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4     @ DSB

     mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 4     @ ISB

#endif

     ldr     r0, _board_init_r_ofs

     adr     r1, _start

     add     lr, r0, r1

     add     lr, lr, r9

     /* setup parameters for board_init_r */

     mov     r0, r5          /* gd_t */

     mov     r1, r6          /* dest_addr */

     /* jump to it ... */

     mov     pc, lr



_board_init_r_ofs:

     .word board_init_r - _start

从代码的最后能够看出来，最后mov pc,lr,是跳到重定位后的board_init_r函数处。

代码还是那段代码，仅仅是在内存中的位置变化了。

再回到board_init_f中调用relocate_code函数。传入三个參数：

     relocate_code(CONFIG_SPL_STACK, &g_data, CONFIG_SPL_TEXT_BASE);

第一个參数是栈指针：CONFIG_SPL_STACK

第二个參数是全局数据结构指针：&g_data

第三个參数是重定位的目的地址：CONFIG_SPL_TEX_BASE

relocate_code的代码是用汇编书写的。这里要提到的是C參数怎样传递给汇编语言的。这里必需要提到ABI和EABI。

ABI是Application Binary Interface的缩写，跟API非常类似。但ABI是比API更贴近硬件的一层接口。它规定的

是二进制代码之间的调用规则。

我们知道API是与机器硬件平台无关的接口，如熟悉的printf函数，不同的库的实现可能是不同的。可是它们的接口名称

与參数类型都是一样的。

ABI比API的要求更严格。它要求在寄存器级别遵守相同的接口规范。如函数调用的參数传递规则，

寄存器、堆栈的使用方式等。编译器被要求遵守相同的ABI规范，这样不同编译器编译出来的库（相同硬件）才干被别的

编译器使用。

EABI是使用与嵌入式场合的应用二进制接口。这里就简单提一下：函数调用时，传递的參数假设都小于32bit则使用

R0-R3传递參数。參数个数超出4个则使用STACK传递。因此为了代码的效率。程序猿应该尽量保证将函数的參数个数限制

在4个下面。

对于CONFIG_SPL_STACK,是LOW_LEVEL_SRAM_STACK的宏定义。

另外am335x_evm.h还包括hardware.h

hardware.h包括omap.h

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在omap.h中有LOW_LEVEL_SRAM_STACK的宏定义，这个宏定义和前文提到调用s_init函数前的建立栈底是一样的。

因为栈生长的方向是向下的，所以栈底必须设置为高地址处。这个地址已经快接近OCMC0的底部。

对于CONFIG_SPL_TEXT_BASE。正是MPU内部SRAM的起始地址。

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relocate_code End（start.s）

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总结一下：从信息打印看，我们的板子的stack生长方向是递减的。

有一点非常疑惑的是：在调用board_init_f之前，SP设置为0x4030B780。进入board_init_f后调用

relocate_code，传入的SP地址參数为0x4030B7FC，SP往上面移动了。这是为什呢？由于重定位后是不会从

relocate_code函数返回的，所以board_init_f的入栈參数会被抹掉但无所谓，可是能不能将这两次的SP设置成一样的呢？

(PS: TI-SDK-AM335X-EVM-07.00中堆栈的设置没有让人confused的地方了)

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call_board_init_f End（start.s）

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board_init_f函数调用relocate_code。该函数实现代码的搬迁。

从以下的图中能够看到：

_start处于内存位置：0x402F0400

在relocate_code中，

relocate_code:

     mov     r4, r0     /* save addr_sp */

     mov     r5, r1     /* save addr of gd */

     mov     r6, r2     /* save addr of destination */

stack_setup:

     mov     sp, r4

     adr     r0, _start

     cmp     r0, r6

     moveq     r9, #0          /* no relocation. relocation offset(r9) = 0 */

     beq     clear_bss          /* skip relocation */

     mov     r1, r6               /* r1 <- scratch for copy_loop */

     ldr     r3, _image_copy_end_ofs

     add     r2, r0, r3          /* r2 <- source end address         */

将_start载入到r0中，与r6比較。而r6是由r2传递过来的目标地址CONFIG_SPL_TEXT_BASE=0x402F0400。

因此会运行beq clear_bss处，即copy_loop的代码不会运行。

在代码里面增加宏开关。又一次编译后依旧能运行。证实了这个想法：

MLO阶段不会将自己copy到SRAM中，copy动作应该是由ROM Code实现的。

另外一个证明就是，ti-sdk-07.00版本号的u-boot代码中明白了没有在MLO阶段调用relocate_code，只在u-boot阶段调用。

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Start.s  End

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board_init_r Start（start.s）

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relocate_code结束的时候。跳到board_init_r函数处。该函数位于arch/arm/cpu/armv7/omap-common/spl.c。

该函数主要初始化内存、各个外设：

     mem_malloc_init()

     timer_init()

     i2c_init()

     spl_board_init()

然后选择从那个外设载入image。我们调试的时候从SD卡载入u-boot的image，所以关注spl_mmc_load_image函数。

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spl_mmc_load_image Start（board_init_r） 

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首先取得boot_device的序号。这个序号是定义在boot_params结构体的第三个成员项

omap_boot_device函数定义在arch/arm/cpu/armv7/omap-common/boot-common.c中。

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结构体omap_boot_parameters定义在，这个定义与最開始

时候的Booting Parameters Structure是一致的。

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将boot_device和boot_params的地址都打印出来。例如以下图所看到的：

能够看到boot device是8，相应的是MMC/SD port 0设备。boot_params结构体的地址是0x40303990。位于L3 0CMC0存储区，非常显然这个地址是由连接器分配的。位于“Downloaded Image”区域。

而在spl_mmc_load_image中最关键的部分是，

将boot_mode打印出来，2相应MMCSD_MODE_FAT模式。

另外。因为代码的添加。这儿能够看到boot_params结构体的地址变成了0x403039B8。

而mmc_load_image_fat中最重要的代码就是解析header和读出image。

spl_parse_image_header将header的中信息解析出来放在结构体spl_image里面，file_fat_read函数将image读到spl_image.load_addr所指向的缓冲区。

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                     spl_mmc_load_image End（board_init_r） 

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spl_image是非常重要的一个结构体。将其打印出来看看有什么。

spl_image的地址已经到了0x8000,0000。这已经是Externel SDRAM的首地址了。那么谁安排spl_image的地址的？

搜索一番，发现spl_image处于.bss区域，即未初始化区域，map里面将其放在0x8000000地址。

回过头来查看arch/arm/cpu/armv7/omap-common/u-boot-spl.lds链接脚本文件，能够看到：

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也就是说.bss段被指向sdram存储区域。map文件则显示链接器将spl_image安排在第一个。不知道这样的安排是否是有意为之？（后来从7.00上面证明并不是刻意安排。而是ld的行为）从map看。似乎是谁离lds文件更近谁出如今map的最前面。这样的安排是有些道理的。一定程度上能解释为什么spl_image在map上处于第一个。

从spl_image.os的数值能够得出，下一步就是运行jump_to_image_no_args()函数。

该函数首先typedef一个新类型，该类型是入參和返回值均为void的函数指针类型，而且用这个类型定义一个变量image_entry，将spl_image.entry_point赋值给它，最后运行这个函数，从汇编的角度看，就是将spl_image.entry_point赋值给PC，下一步就是跳转到SDRAM的0x80100000运行。

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board_init_r End（start.s）

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MLO阶段结束。