u-boot 启动过程 —— 基于S3C2410

虽然u-boot已经广泛应用，由于其相对的复杂性使用户在了解其内部机理和进行u-boot的移植工作时还是会碰到困难。u-boot已有一些分析文档，但多数和真正的代码不能同步或者版本老旧，难以将概念和现实的代码匹配——即硬件板上跑的代码在文档资料中却看不到，更无法紧密的跟踪。本文涉及的代码基于在s3c2410硬件运行的成熟u-boot-1.3.2代码，版本较新，提供的特性非常丰富，而且在forum.linuxbj.com可以自由浏览和下载。此u-boot代表了业界的较高水平，可以直接构建新版的嵌入式产品设计，有较高的应用价值。

u-boot总的启动流程如下
->reset
-> 设置CPU模式
-> 关闭看门狗／中断
-> 设置处理器时钟／片上总线
-> 初始化调试串口
-> MMU／外部总线／SDRAM等初始化
-> rom代码／数据搬移到ram
-> 初始化函数调用栈
-> 初始化外围设备／参数
->启动完毕，进入main_loop循环

嵌入式系统离不开bootloader初始化硬件以及引导操作系统。
现在，专用的嵌入式板子运行嵌入式Linux系统已经变得非常流行，u-boot是一种非常适合此类系统的bootloader。

u-boot主要提供以下功能：

• 设置目标板硬件参数并初始化；
• 为操作系统传递必要信息；
• 执行交互式的底层操作；
• 智能化装载操作系统；
• 引导和运行的固件程序；
• 支持大容量存储和USB接口

利用ZIX开发环境，能够通过比较直观的方式观察u-boot内部，而且可以将代码调试和分析同时进行，是一种了解、移植u-boot的强大工具。

使用arm工具链编译u-boot源代码，得到可以烧录的u-boot.bin文件。
在ZIX开发环境里，可以将u-boot.bin载入s3c2410板运行，并利用gdb调试。

gdb能通过JTAG接口访问硬件，也可以通过TCP/IP访问虚拟硬件。 建立好调试连接，即可通过gdb操纵u-boot启动过程，下面可以跟随代码的执行顺序，了解从上点开始，究竟哪些操作被执行。

s3c2410复位之后，pc指针会指向0x0地址。在u-boot代码中，该0x0地址是一个向量表，
第一条指令跳转branch到复位代码start_code。 位于cpu/arm920t/start.S汇编语言文件第53行:

DE>.globl _start  _start: DE> DE>b start_code DE> DE>    DE>ldr pc, _undefined_instruction DE>    DE>ldr pc, _software_interrupt DE>    DE>ldr pc, _prefetch_abort DE>    DE>ldr pc, _data_abort DE>    DE>ldr pc, _not_used DE>    DE>ldr pc, _irq DE>    DE>ldr pc, _fiq

复位指令跳转之后来到第154行，开始执行arm920t处理器的基本初始化。
首先修改当前程序状态寄存器CPSR，使处理器进入Supervisor|32 bit ARM模式，
并关闭ARM9TDMI中断和快速中断，这是通过设置CPSR相应掩码实现的：

DE>start_code: DE>DE>    DE>DE>/* DE>DE>    DE>DE> * set the cpu to SVC32 mode DE>DE>    DE>DE> */  DE>DE>    DE>DE>mrs r0,cpsr DE>DE>    DE>DE>bic r0,r0,#0x1f DE>DE>    DE>DE>orr r0,r0,#0xd3 DE>DE>    DE>DE>msr cpsr,r0 DE> 

紧接着，将S3C2410特有的WTCON寄存器清零，此举仅为关闭看门狗,代码位置是234行：

DE>    DE>DE>ldr r0, =pWTCON DE>DE>    DE>DE>mov r1, #0x0 DE>DE>    DE>DE>str r1, [r0] DE>

然后在241行，将S3C2410中断控制器INTMSK寄存器置为全1，
INTSUBMSK置为0x7ff，禁止全部中断源。S3C2410手册358页起对此有详细描述：

DE>    DE>DE>mov r1, #0xffffffff  DE>DE>    DE>DE>ldr r0, =INTMSK DE>DE>    DE>DE>str r1, [r0]  # if defined(CONFIG_S3C2410) || defined(CONFIG_S3C2440) || defined(CONFIG_S3C2442) || \  DE>DE>  DE>DE>defined(CONFIG_S3C2443)  DE>DE>    DE>DE>ldr r1, =INTSUBMSK_val  DE>DE>    DE>DE>ldr r0, =INTSUBMSK  DE>DE>    DE>DE>str r1, [r0]  # endif DE> 

接下来在259行，访问arm920t控制寄存器CP15，并置位最高两位〔31,30〕。
此两位置为0b11后，处理器时钟被设置为异步模式，允许处理器异步访问总线：

DE>    DE>DE>mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0 DE>DE>    DE>DE>orr r1, r1, #0xc0000000 DE>DE>    DE>DE>mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0 DE>

至此arm920t相关的配置完成，后面开始设定S3C2410时钟合成参数。
通过设置UPLL，MPLL和CLKdivN三个寄存器（在S3C2410手册237页起讲述），
得到需要的处理器工作频率，分别在308行：

DE>    DE>DE>ldr r0, =UPLLCON  DE>DE>    DE>DE>ldr r1, =UPLLCON_val DE>DE>    DE>DE>str r1, [r0] DE>

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