转 U-BOOT之stage1

前言

本文主要是基于大家比较熟悉的 s3c2410 ，对移植 u-boot 时 stage1 过程进行一个分析，网上关于之方面的资料很多，但是几乎都只是对代码作注解，容易让人产生知其一不知其二的感觉，在这里，我主要结合 u-boot 的 stage1 时的内存布局和 stage1 的具体指令来做个分析，这样看起来比较直观，更容易理解一些 .

一、全局看 u-boot

我们要深入理解 u-boot 如何工作的，以及跟硬件都有什么依赖，我们需要先对 u-boot 及硬件有一个全局的认识。

在这之前，为了更多的人不会迷糊一些问题，先澄清几个概念：

_start : 这是 u-boot 的第一条指令入口地址 , 如果从 flash 启动，就是 0x0, 如果直接下载到 SDRAM 中执行，则是 TEXT_BASE=0x33F80000.

_TEXT_BASE ：本身是一个地址，但是地址处放的内容是 TEXT_BASE,

s3c2410 中我们通常设为 0x33F80000, 通过 config.mk 中的 -Ttext $(TEXT_BASE) 来指定链接选项，从而更新链接脚本中的入口地址，不明白的去查查 linker and loader.

见 cpu/arm920t/start.S

_TEXT_BASE:

.word TEXT_BASE

_armboot_start : 本身也是一个地址，但是地址处放的内容是 _start ，如果 _start 是 0x33F80000, 那 _artboot_start 放的内容就是 0x33F80000 ，见 cpu/arm920t/start.S

_armboot_start:

.word _start

知道这三个地址之后，再看两条指令：

adr r0,_start

这条指令网上讲得也很多，翻译过来就是 add r0,r0,[PC+#offset], 就是把通过一个地址来知道 _start 处的地址，注意是地址，即 TEXT_BASE=0x33F80000, 这步在链接的时候就已经确定了，或者你不用管那么多，你知道链接完成之后，这条指令相当于 mov r0,0x33F80000(sdram) 或者 mov r0,0x0(flash) 就行了。

ldr r1,_TEXT_BASE

注意，这里的 ldr 不是伪指令，伪指令表示时， ldr r1,=_TEXT_BASE

这两个的区别在于，伪指令是直接把 _TEXT_BASE 写入到 r1 中，这里 _TEXT_BASE 就代表一个地址，而 ldr r1,_TEXT_BASE, 是把 _TEXT_BASE 中存放的内容，也就是 TEXT_BASE=0x33F80000 写入到了 r1.

ldr r2, _armboot_start

结合上面讲的，应该知道，这条语句实际上是将 _armboot_start 中的内容，也就是 _start 的地址写入到了 r2 中，而非网上很多人问的是 _armboot_start 的地址 .

ldr r3, _bss_start

这跟上面一样分析了，定义见 cpu/arm920t/start.S

.globl _bss_start

_bss_start:

.word __bss_start

下面这两条语句也就好理解了：

sub r2, r3, r2

add r2, r0, r2

到底 armboot 的大小都包含了哪些东西，结合 u-boot.lds ，见下图：

关于链接脚本，讲起来又很多了，不清楚的，建议看看 linker and loader ，清楚代码的编译链接及加载过程，是我们更深入的理解底层机制的根本。

在上面，我只是讲了几个平时可能遇到的，又不太理解的问题，关于 stage1 中代码的注释网上一搜就有一大把。看了注释，再结合，我讲的这几点，应该能弄清 stage1 中是如何拷贝代码的了。接下来，我们来看看为什么 TEXT_BASE 的值是 0x33F80000 呢？

二、 TEXT_BASE=0x33F80000 的由来？

先看一个 SDRAM 的内存映射图：同样结合上面的 uboot.lds

0x33F80000

0x30000000

0x33ffffff

映射前

映射后

bss 段、 u-boot cmd 段、 .data 段 .rodata 段

及 .text 段及中断向量表

malloc 区域，见 start.S sub r0,r0, #CFG_MALLOC_LEN

全局变量，见 start.S sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE

IRQ:sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)

sub sp, r0, #12

bss 段

u-boot cmd 段

.data 数据段

.rodata 只读数据段，

入口 20 字节中断向量表 .text(start.o 及 *(.text))

在 S3C2410 中，查看 datasheet ， 64M SDRAM 地址空间即为 0x30000000 到 0x33ffffff ，在 bank6 中，而 flash 映射地址为 0x0 开始。

TEXT_BASE=0x33F80000 即为程序加载起始地址，可以使用的空间大小即为 0x33F80000 到 0x33FFFFFF 共 512K ，如果你 u-boot 包含的功能太多，觉得不够用，你可以把 0x33F80000 调小一点，即和往低地址移一些，移的过程中注意 memory page 对齐就行了，一般是 4KB.