第 6 章 Bootloader
6.3 U-Boot 的调试
6.3.3 U-Boot 启动过程
break;
} return;
}
/** 显示启动进度函数，在比较重要的阶段，设置三个灯为亮的状态（1, 5, 15）*/
void show_boot_progress (int status) {
switch(status) {
case 1: csb226_set_led(0,1); break;
case 5: csb226_set_led(1,1); break;
case 15: csb226_set_led(2,1); break;
} return;
}
这样，在 U-Boot 启动过程中就可以通过 show_boot_progresss 指示执行进度。比如 hang() 函数是系统出错时调用的函数，这里需要根据特定的开发板给定显示的参数值。
void hang (void) {
puts ("### ERROR ### Please RESET the board ###\n");
#ifdef CONFIG_SHOW_BOOT_PROGRESS show_boot_progress(-30);
#endif
for (;;);
}
6.3.3 U-Boot 启动过程
尽管有了调试跟踪手段，甚至也可以通过串口打印信息了，但是不一定能够判断出错原 因。如果能够充分理解代码的启动流程，那么对准确地解决和分析问题很有帮助。
开发板上电后，执行 U-Boot 的第一条指令，然后顺序执行 U-Boot 启动函数。函数调用 顺序如图 6.3 所示。
看一下 board/smsk2410/u-boot.lds 这个链接脚本，可以知道目标程序的各部分链接顺序。
第一个要链接的是 cpu/arm920t/start.o，那么 U-Boot 的入口指令一定位于这个程序中。下面 详细分析一下程序跳转和函数的调用关系以及函数实现。
1．cpu/arm920t/start.S
这个汇编程序是 U-Boot 的入口程序，开头就是复位向量的代码。
tyw藏书
cpu_init_crit
memsetup
relocate
stack_setup
start_armboot( )
init_sequence[ ]
… getenv( )
main_loop( ) reset
图 6.3 U-Boot 启动代码流程图
_start: b reset //复位向量 ldr pc, _undefined_instruction ldr pc, _software_interrupt ldr pc, _prefetch_abort ldr pc, _data_abort ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq //中断向量 ldr pc, _fiq //中断向量
…
/* the actual reset code */
reset: //复位启动子程序 /* 设置 CPU 为 SVC32 模式 */
mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#0xd3 msr cpsr,r0 /* 关闭看门狗 */
/* 这些初始化代码在系统重起的时候执行，运行时热复位从 RAM 中启动不执行 */
#ifdef CONFIG_INIT_CRITICAL bl cpu_init_crit
#endif
tyw藏书
relocate: /* 把 U-Boot 重新定位到 RAM */
adr r0, _start /* r0 是代码的当前位置 */
ldr r1, _TEXT_BASE /* 测试判断是从 Flash 启动，还是 RAM */
cmp r0, r1 /* 比较 r0 和 r1，调试的时候不要执行重定位 */
beq stack_setup /* 如果 r0 等于 r1，跳过重定位代码 */
/* 准备重新定位代码 */
ldr r2, _armboot_start ldr r3, _bss_start
sub r2, r3, r2 /* r2 得到 armboot 的大小 */
add r2, r0, r2 /* r2 得到要复制代码的末尾地址 */
copy_loop: /* 重新定位代码 */
ldmia r0!, {r3-r10} /*从源地址[r0]复制 */
stmia r1!, {r3-r10} /* 复制到目的地址[r1] */
cmp r0, r2 /* 复制数据块直到源数据末尾地址[r2] */
ble copy_loop
/* 初始化堆栈等 */
stack_setup:
ldr r0, _TEXT_BASE /* 上面是 128 KiB 重定位的 u-boot */
sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* 向下是内存分配空间 */
sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* 然后是 bdinfo 结构体地址空间 */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
sub sp, r0, #12 /* 为 abort-stack 预留 3 个字 */
clear_bss:
ldr r0, _bss_start /* 找到 bss 段起始地址 */
ldr r1, _bss_end /* bss 段末尾地址 */
mov r2, #0x00000000 /* 清零 */
clbss_l:str r2, [r0] /* bss 段地址空间清零循环... */
add r0, r0, #4 cmp r0, r1 bne clbss_l
/* 跳转到 start_armboot 函数入口，_start_armboot 字保存函数入口指针 */
ldr pc, _start_armboot
_start_armboot: .word start_armboot //start_armboot 函数在 lib_arm/board.c 中实现
/* 关键的初始化子程序 */
tyw藏书
cpu_init_crit:
…… //初始化 CACHE，关闭 MMU 等操作指令 /* 初始化 RAM 时钟。
* 因为内存时钟是依赖开发板硬件的，所以在 board 的相应目录下可以找到 memsetup.S 文件。
*/
mov ip, lr
bl memsetup //memsetup 子程序在 board/smdk2410/memsetup.S 中实现 mov lr, ip
mov pc, lr
2．lib_arm/board.c
start_armboot 是 U-Boot 执行的第一个 C 语言函数，完成系统初始化工作，进入主循环，
处理用户输入的命令。
void start_armboot (void) {
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
ulong size;
init_fnc_t **init_fnc_ptr;
char *s;
/* Pointer is writable since we allocated a register for it */
gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
/* compiler optimization barrier needed for GCC >= 3.4 */
__asm__ __volatile__("": : :"memory");
memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t));
gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t));
monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start;
/* 顺序执行 init_sequence 数组中的初始化函数 */
for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) { if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
hang ();
} }
/*配置可用的 Flash */
size = flash_init ();
display_flash_config (size);
/* _armboot_start 在 u-boot.lds 链接脚本中定义 */
mem_malloc_init (_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);
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/* 配置环境变量，重新定位 */
env_relocate ();
/* 从环境变量中获取 IP 地址 */
gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");
/* 以太网接口 MAC 地址 */
……
devices_init (); /* 获取列表中的设备 */
jumptable_init ();
console_init_r (); /* 完整地初始化控制台设备 */
enable_interrupts (); /* 使能例外处理 */
/* 通过环境变量初始化 */
if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {
load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
}
/* main_loop()总是试图自动启动，循环不断执行 */
for (;;) {
main_loop (); /* 主循环函数处理执行用户命令 -- common/main.c */
}
/* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */
}
3．init_sequence[]
init_sequence[]数组保存着基本的初始化函数指针。这些函数名称和实现的程序文件在下 列注释中。
init_fnc_t *init_sequence[] = {
cpu_init, /* 基本的处理器相关配置 -- cpu/arm920t/cpu.c */
board_init, /* 基本的板级相关配置 -- board/smdk2410/smdk2410.c */
interrupt_init, /* 初始化例外处理 -- cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c */
env_init, /* 初始化环境变量 -- common/cmd_flash.c */
init_baudrate, /* 初始化波特率设置 -- lib_arm/board.c */
serial_init, /* 串口通讯设置 -- cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c */
console_init_f, /* 控制台初始化阶段 1 -- common/console.c */
display_banner, /* 打印 u-boot 信息 -- lib_arm/board.c */
dram_init, /* 配置可用的 RAM -- board/smdk2410/smdk2410.c */
display_dram_config, /* 显示 RAM 的配置大小 -- lib_arm/board.c */
NULL, };