start.s 解析（一）

可以参考 ： http://blog.csdn.net/bluesummerg/article/details/5940452   （强大的反汇编）
          http://www.cnblogs.com/yanhc/archive/2011/09/13/2175280.html

// 本文学习目标： 

1. 微观上，对此start.S的每一行，都有了基本的了解
2. 宏观上，对基于ARM核的S3C24X0的CPU的启动过程，有更加清楚的概念

注意：

————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

@ARM体系结构规定在上电复位后的起始位置，必须有8条连续的跳　　　　　　　　　　　　

@转指令，通过硬件实现。他们就是异常向量表。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

也就是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

#include <config.h>
#include <version.h>

/*
 *************************************************************************
 *
 * Jump vector table as in table . in []
 *
 *************************************************************************
 */

1、设置中断向量表：

.globl _start                    // 就是相当于C语言中的Extern，声明此变量，并且告诉链接器此变量是全局的，外部可以访问,所以外部的/home/dennis/Desktop/uboot1020/u-boot-1.1.6/board/my2440/u-boot.lds 中用到此变量
                                    

_start:    b       reset                // 表示其是一个标号Label , 而同时，_start的值，也就是这个代码的位置了，此处即为代码的最开始，相对的0的位置 , b reset  // 就是跳转到对应的标号为reset的位置（复位向量）
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 如果是从NorFlash启动，那么其地址是0，如果是重新relocate代码之后，就是我们定义的值了，即，在/home/dennis/Desktop/uboot1020/u-boot-1.1.6/board/my2440/config.mk 中
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
下面便是

home/dennis/Desktop/uboot1020/u-boot-1.1.6/board/my2440/config.mk  中的代码。

也就是   _start=TEXT_BASE=0x33F80000、

网上讲解： _start是整个u-boot程序的入口点，即链接后，该处是整个程序的第一条指令。如果从flash启动，就是0x0，如果从SDRAM中这姓，则是TEXT_BASE=0x33F80000。
程序的入口点是由链接脚本所指定，脚本文件位于board\my2440\u-boot.lds。在该脚本文件中：ENTRY(_start)　即指定程序的入口地址。

 #
 # SMDK2410 has  bank of  MB DRAM
 #
 # '0000 to 3400'
 #
 # Linux-Kernel is expected to be at '8000, entry 3000'
 # optionally with a ramdisk at '
 #
 # we load ourself to 33F8'
 #
 # download area is '
 #

 TEXT_BASE = 0x33F80000

LDR{条件} 目的寄存器，<存储器地址>   LDR指令用于从存储器中将一个32位的字数据传送到目的寄存器中。该指令通常用于从存储器中读取32位的字数据到通用寄存器，然后对数据进行处理。当程序计数器PC作为目的寄存器时，指令从存储器中读取的字数据被当作目的地址，从而可以实现程序流程的跳转
ARM是RISC结构，数据从内存到CPU之间的移动只能通过L/S指令来完成，也就是ldr/str指令 , 
    ldr    pc, _undefined_instruction          // /*未定义指令异常,0x04*/   ：ldr pc, _undefined_instruction。他把_undefined_instruction标号处（即地址33f80020）的值（即33f80140）放入pc指针，就是跳转到相应的中断处理函数的地址处
    ldr    pc, _software_interrupt　　　　　　　 //  /*软中断异常,0x08*/
    ldr    pc, _prefetch_abort　　　　　　　　　　///*内存操作异常,0x0c*/
    ldr    pc, _data_abort　　　　　　　　　　　　//  /*数据异常,0x10*/
    ldr    pc, _not_used　　　　　　　　　　　　　//   /*未适用,0x14*/
    ldr    pc, _irq　　　　　　　　　　　　　　　　//   /*慢速中断异常,0x18*/
    ldr    pc, _fiq　　　　　　　　　　　　　　　　//   /*快速中断异常,0x1c*/

//   那么问题来了： 第一个为什么 用 b reset  呢,应为 reset用b，就是因为reset在MMU建立前后都有可能发生
@其他的异常只有在MMU建立之后才会发生
_undefined_instruction:    .word undefined_instruction
_software_interrupt:    .word software_interrupt
_prefetch_abort:    .word prefetch_abort
_data_abort:        .word data_abort
_not_used:        .word not_used
_irq:            .word irq
_fiq:            .word fiq

    .balignl ,0xdeadbeef            //  接下来的代码，都要16字节对齐，不足之处，用0xdeadbeef填充

我们来解释：

_undefined_instruction:    .word undefined_instruction  
对应反汇编：

33f80020:    33f80140     mvnccs    r0, #16    ; 0x10         // 33f80020地址处存放的是undefined_instruction，函数位置在33f80140

等于说：

_rWTCON:

.word 0x15300000

就是在当前地址，即_rWTCON处放一个值0x15300000

翻译成intel的汇编语句就是：

_rWTCON dw 0x15300000

以上内容 对应的反汇编源码：

====================================================================================================——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
33f80000 <_start>:
33f80000:    ea000012     b    33f80050 <start_code>
33f80004:    e59ff014     ldr    pc, [pc, #20]    ; 33f80020 <_undefined_instruction>
33f80008:    e59ff014     ldr    pc, [pc, #20]    ; 33f80024 <_software_interrupt>
33f8000c:    e59ff014     ldr    pc, [pc, #20]    ; 33f80028 <_prefetch_abort>
33f80010:    e59ff014     ldr    pc, [pc, #20]    ; 33f8002c <_data_abort>
33f80014:    e59ff014     ldr    pc, [pc, #20]    ; 33f80030 <_not_used>
33f80018:    e59ff014     ldr    pc, [pc, #20]    ; 33f80034 <_irq>
33f8001c:    e59ff014     ldr    pc, [pc, #20]    ; 33f80038 <_fiq>

33f80020 <_undefined_instruction>:
33f80020:    33f80140     mvnccs    r0, #16    ; 0x10

33f80024 <_software_interrupt>:
33f80024:    33f801a0     mvnccs    r0, #40    ; 0x28

33f80028 <_prefetch_abort>:
33f80028:    33f80200     mvnccs    r0, #0    ; 0x0

33f8002c <_data_abort>:
33f8002c:    33f80260     mvnccs    r0, #6    ; 0x6

33f80030 <_not_used>:
33f80030:    33f802c0     mvnccs    r0, #12    ; 0xc

33f80034 <_irq>:
33f80034:    33f80320     mvnccs    r0, #-2147483648    ;   0x80000000

33f80038 <_fiq>:
33f80038:    33f80380     mvnccs    r0, #2    ; 0x2

33f8003c:    deadbeef     cdple    14, 10, cr11, cr13, cr15, {7}    //  接下来的代码，都要16字节对齐，不足之处，用0xdeadbeef填充

===========================================================================================——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

3、保存变量的数据区,保存一些全局变量,用于BOOT程序从FLASH拷贝@到RAM,或者其它的使用。
还有一些变量的长度是通过连接脚本里得到,实际上由编译器算出的

/*
 *************************************************************************
 *
 * Startup Code (reset vector)
 *
 * do important init only if we don't start from memory!
 * relocate armboot to ram
 * setup stack
 * jump to second stage
 *
 *************************************************************************
 */

_TEXT_BASE:
    .word    TEXT_BASE　　　　　　// 因为linux开始地址是0x30000000,我这里是64M SDRAM,所以@TEXT_BASE = 0x33F80000 ,/*uboot映像在SDRAM中的重定位地址*/

.globl   _armboot_start　　　　　　　　　　　　//  　　　　
_armboot_start:
    .word    _start      // 用_start来初始化_armboot_start   相当于C语言 ： *(_armboot_start) = _start

/*
 * These are defined in the board-specific linker script.   //  下面这些是定义在开发板目录链接脚本中的
 */
.globl    _bss_start
_bss_start:
    .word   __bss_start           // 关于_bss_start和_bss_end都只是两个标号，对应着此处的地址,而两个地址里面分别存放的值是__bss_start和_end,这两个的值,__bss_start定义在和开发板相关的u-boot.lds中，_bss_start保存的是__bss_start标号所在的地址

.globl _bss_end                  //                                                                                     
_bss_end:
    .word _end                     // 这样赋值是因为代码所在地址非编译时的地址，直接取得该标号对应地址

中断的堆栈设置

#ifdef CONFIG_USE_IRQ
/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl IRQ_STACK_START
IRQ_STACK_START:
    .word    0x0badc0de

/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl FIQ_STACK_START
FIQ_STACK_START:
    .word 0x0badc0de
#endif

同上，IRQ_STACK_START和FIQ_STACK_START，也是在cpu_init中用到了。

不过此处，是只有当定义了宏CONFIG_USE_IRQ的时候，才用到这两个变量，其含义也很明显，

只有用到了中断IRQ，才会用到中断的堆栈，才有中端堆栈的起始地址。

快速中断FIQ，同理。

2、 设置为 特权模式（管理模式）
**********************************************************************************************************************************************************************************************************

@复位后执行程序
@真正的初始化从这里开始了。其实在CPU一上电以后就是跳到这里执行的

/*
 * the actual reset code
 */

reset:
    /*
     * set the cpu to SVC32 mode
     */
    mrs    r0,cpsr             //  MRS指令用于将  程序状态寄存器（CPSR）  的内容传送到通用寄存器中
    bic    r0,r0,#0x1f         // BIC{条件}{S} 目的寄存器，操作数1，操作数2    BIC指令用于清除操作数1的某些位，并把结果放置到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器
　　　　　　　　　　　　　　　　　　// =     and r0 ,r0 ,#0xffffffE0 也就是把 r0 后5 位 清0 [4:0] ，那么就到了 用户模式
                               


    orr    r0,r0,#0xd3         //    禁止IRQ,FIQ中断，并将处理器置于管理模式 （第 67 位置 1 ），至于 后五位 应该仍然为 0 把，应为是按位 或 运算啊 (好像理解也不对啊)
                               

    msr    cpsr,r0             //    禁止IRQ,FIQ中断，并将处理器置于管理模式 

                              

执行结果： 

**********************************************************************************************************************************************************************************************************

@关闭看门狗定时器的自动复位功能并屏蔽所有中断，上电后看门狗为开，中断为关
/* turn off the watchdog */
#if defined(CONFIG_S3C2400)
# define pWTCON        0x15300000
# define INTMSK        0x14400008    /* Interupt-Controller base addresses */
# define CLKDIVN    0x14800014    /* clock divisor register */
#elif defined(CONFIG_S3C2410)       // @关闭看门狗定时器的自动复位功能并屏蔽所有中断，上电后看门狗为开，中断为关
# define pWTCON        0x53000000         // pWTCON定义为看门狗控制寄存器的地址（s3c2410和s3c2440相同）
# define INTMSK        0x4A000008    /* Interupt-Controller base addresses */    INTMSK定义为主中断屏蔽寄存器的地址（s3c2410和s3c2440相同）
# define INTSUBMSK    0x4A00001C              @INTSUBMSK定义为副中断屏蔽寄存器的地址（s3c2410和s3c2440相同）
# define CLKDIVN    0x4C000014    /* clock divisor register */           @CLKDIVN定义为时钟分频控制寄存器的地址（s3c2410和s3c2440相同）
#endif                   @至此寄存器地址设置完毕

#if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)
    ldr     r0, =pWTCON
    mov     r1, #0x0
    str     r1, [r0]
   // r1寄存器的值，传送到地址值为r0的（存储器）内存中, 也就是C语言   *r0 = r1
对于S3C2440和S3C2410的WTCON寄存器的[0]控制允许或禁止看门狗定时器的复位输出功能，设置为“0”禁止复位功能。

********************************************************************************************************************************************************************************************************

关闭中断

    /*
     * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default
     */
    mov    r1, #0xffffffff
    ldr    r0, =INTMSK
    str    r1, [r0]                         // 将INTMSK寄存器设置为0xffffffff,即，将所有的中端都mask了。


# if defined(CONFIG_S3C2410)
    ldr    r1, =0x3ff
    ldr    r0, =INTSUBMSK
    str    r1, [r0]                    此处是将2410的INTSUBMSK设置为0x3ff。
# endif

@对于S3C2410的INTMSK寄存器的32位和INTSUBMSK寄存器的低11位每一位对应一个中断，相应位置“1”为不响应相应的中断。对于S3C2440的INTSUBMSK有15位可用，所以应该为0x7fff了。
    /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */
    /* default FCLK is 120 MHz ! */
    ldr    r0, =CLKDIVN
    mov    r1, #3
    str    r1, [r0]

@时钟分频设置，FCLK为核心提供时钟，HCLK为AHB（ARM920T,内存@控制器，中断控制器，LCD控制器，DMA和主USB模块）提供时钟，@PCLK为APB（看门狗、IIS、I2C、PWM、MMC、ADC、UART、GPIO、@RTC、SPI）提供时钟。分频数一般选择1：4：8，所以HDIVN=2,PDIVN=1，@CLKDIVN=5，这里仅仅是配置了分频寄存器，关于MPLLCON的配置肯@定写在lowlevel_init.S中了
@归纳出CLKDIVN的值跟分频的关系：
@0x0 = 1:1:1  ,  0x1 = 1:1:2 , 0x2 = 1:2:2  ,  0x3 = 1:2:4,  0x4 = 1:4:4,  0x5 = 1:4:8, 0x6 = 1:3:3, 
0x7 = 1:3:6
@S3C2440的输出时钟计算式为:Mpll=(2*m*Fin)/(p*2^s)
S3C2410的输出时钟计算式为:Mpll=(m*Fin)/(p*2^s)
m=M(the value for divider M)+8;p=P(the value for divider P)+2
M,P,S的选择根据datasheet中PLL VALUE SELECTION TABLE表格进行，
 
我的开发板晶振为16.9344M，所以输出频率选为：399.65M的话M=0x6e,P=3,S=1
@s3c2440增加了摄像头,其FCLK、HCLK、PCLK的分频数还受到CAMDIVN[9]（默认为0）,CAMDIVN[8]（默认为0）的影响
#endif    /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 */

*************************************************************************************************************************************************************************************************************

@选择是否初始化CPU

/* * we do sys-critical inits only at reboot, * not when booting from ram! */ #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT bl cpu_init_crit 执行CPU初始化，BL完成跳转的同时会把后面紧跟的一条指令地址保存到连接寄存器LR（R14）中。以使子程序执行完后正常返回。 #endif 

@调试阶段的代码是直接在RAM中运行的，而最后需要把这些代码 @固化到Flash中，因此U-Boot需要自己从Flash转移到
@RAM中运行，这也是重定向的目的所在。
@通过adr指令得到当前代码的地址信息：如果U-boot是从RAM @开始运行，则从adr,r0,_start得到的地址信息为
@r0=_start=_TEXT_BASE=TEXT_BASE=0x33F80000; @如果U-boot从Flash开始运行，即从处理器对应的地址运行，
@则r0=0x0000,这时将会执行copy_loop标识的那段代码了。
@ _TEXT_BASE 定义在board/smdk2410/config.mk中
#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
relocate:                /* relocate U-Boot to RAM        */
    adr    r0, _start        /* r0 <- current position of code   */
    ldr    r1, _TEXT_BASE        /* test if we run from flash or RAM */
    cmp     r0, r1                  /* don't reloc during debug         */
    beq     stack_setup

    ldr    r2, _armboot_start
    ldr    r3, _bss_start
    sub    r2, r3, r2        /* r2 <- size of armboot            */
    add    r2, r0, r2        /* r2 <- source end address         */

copy_loop:
    ldmia    r0!, {r3-r10}        /* copy from source address [r0]    */
    stmia    r1!, {r3-r10}        /* copy to   target address [r1]    */
    cmp    r0, r2            /* until source end addreee [r2]    */
    ble    copy_loop
#endif    /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */

    /* Set up the stack                            */       初始化堆栈
stack_setup:
    ldr    r0, _TEXT_BASE        /* upper  KiB: relocated uboot   */
    sub    r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN    /* malloc area                      */
    sub    r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo                        */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
    sub    r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
    sub    sp, r0, #        /* leave  words for abort-stack    */

clear_bss:
    ldr    r0, _bss_start        /* find start of bss segment        */
    ldr    r1, _bss_end        /* stop here                        */
    mov     r2, #0x00000000        /* clear                            */

clbss_l:str    r2, [r0]        /* clear loop...                    */
    add    r0, r0, #
    cmp    r0, r1
    ble    clbss_l

#if
    /* try doing this stuff after the relocation */
    ldr     r0, =pWTCON
    mov     r1, #0x0
    str     r1, [r0]

    /*
     * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default
     */
    mov    r1, #0xffffffff
    ldr    r0, =INTMR
    str    r1, [r0]

    /* FCLK:HCLK:PCLK = :: */
    /* default FCLK is  MHz ! */
    ldr    r0, =CLKDIVN
    mov    r1, #
    str    r1, [r0]
    /* END stuff after relocation */
#endif

    ldr    pc, _start_armboot

_start_armboot:    .word start_armboot

/*
 *************************************************************************
 *
 * CPU_init_critical registers
 *
 * setup important registers
 * setup memory timing
 *
 *************************************************************************
 */

@CPU初始化

************************************************************************************************************************************************************************************
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
cpu_init_crit:
    /*
     * flush v4 I/D caches
     */
    mov    r0, #
    mcr    p15, , r0, c7, c7,     /* flush v3/v4 cache */
    mcr    p15, , r0, c8, c7,     /* flush v4 TLB */

    /*
     * disable MMU stuff and caches
     */
    mrc    p15, , r0, c1, c0,
    bic    r0, r0, #0x00002300    @ clear bits , : (--V- --RS)
    bic    r0, r0, #0x00000087    @ clear bits , : (B--- -CAM)
    orr    r0, r0, #0x00000002    @ set bit  (A) Align
    orr    r0, r0, #0x00001000    @ set bit  (I) I-Cache
    mcr    p15, , r0, c1, c0, 

    /*
     * before relocating, we have to setup RAM timing
     * because memory timing is board-dependend, you will
     * find a lowlevel_init.S in your board directory.
     */
    mov    ip, lr
    bl    lowlevel_init
    mov    lr, ip
    mov    pc, lr
#endif /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */

/*
 *************************************************************************
 *
 * Interrupt handling
 *
 *************************************************************************
 */

@
@ IRQ stack frame.
@
#define S_FRAME_SIZE    

#define S_OLD_R0
#define S_PSR
#define S_PC
#define S_LR
#define S_SP        

#define S_IP
#define S_FP
#define S_R10
#define S_R9
#define S_R8
#define S_R7
#define S_R6
#define S_R5
#define S_R4
#define S_R3
#define S_R2
#define S_R1
#define S_R0        

#define MODE_SVC 0x13
#define I_BIT     0x80

/*
 * use bad_save_user_regs for abort/prefetch/undef/swi ...
 * use irq_save_user_regs / irq_restore_user_regs for IRQ/FIQ handling
 */

    .macro    bad_save_user_regs
    sub    sp, sp, #S_FRAME_SIZE
    stmia    sp, {r0 - r12}            @ Calling r0-r12
    ldr    r2, _armboot_start
    sub    r2, r2, #(CONFIG_STACKSIZE+CFG_MALLOC_LEN)
    sub    r2, r2, #(CFG_GBL_DATA_SIZE+)  @ set base  words into abort stack
    ldmia    r2, {r2 - r3}            @ get pc, cpsr
    add    r0, sp, #S_FRAME_SIZE        @ restore sp_SVC

    add    r5, sp, #S_SP
    mov    r1, lr
    stmia    r5, {r0 - r3}            @ save sp_SVC, lr_SVC, pc, cpsr
    mov    r0, sp
    .endm

    .macro    irq_save_user_regs
    sub    sp, sp, #S_FRAME_SIZE
    stmia    sp, {r0 - r12}            @ Calling r0-r12
    add     r8, sp, #S_PC
    stmdb   r8, {sp, lr}^                   @ Calling SP, LR
    str     lr, [r8, #]                    @ Save calling PC
    mrs     r6, spsr
    str     r6, [r8, #]                    @ Save CPSR
    str     r0, [r8, #]                    @ Save OLD_R0
    mov    r0, sp
    .endm

    .macro    irq_restore_user_regs
    ldmia    sp, {r0 - lr}^            @ Calling r0 - lr
    mov    r0, r0
    ldr    lr, [sp, #S_PC]            @ Get PC
    add    sp, sp, #S_FRAME_SIZE
    subs    pc, lr, #            @ return & move spsr_svc into cpsr
    .endm

    .macro get_bad_stack
    ldr    r13, _armboot_start        @ setup our mode stack
    sub    r13, r13, #(CONFIG_STACKSIZE+CFG_MALLOC_LEN)
    sub    r13, r13, #(CFG_GBL_DATA_SIZE+) @ reserved a couple spots in abort stack

    str    lr, [r13]            @ save caller lr / spsr
    mrs    lr, spsr
    str     lr, [r13, #]

    mov    r13, #MODE_SVC            @ prepare SVC-Mode
    @ msr    spsr_c, r13
    msr    spsr, r13
    mov    lr, pc
    movs    pc, lr
    .endm

    .macro get_irq_stack            @ setup IRQ stack
    ldr    sp, IRQ_STACK_START
    .endm

    .macro get_fiq_stack            @ setup FIQ stack
    ldr    sp, FIQ_STACK_START
    .endm

/*
 * exception handlers         

  @异常向量处理
@每一个异常向量处其实只放了一条跳转指令（因为每个异常向量只 @有4个字节不能放太多的程序），跳到相应的异常处理程序中。
 */
    .align
undefined_instruction:
    get_bad_stack
    bad_save_user_regs
    bl     do_undefined_instruction

    .align
software_interrupt:
    get_bad_stack
    bad_save_user_regs
    bl     do_software_interrupt

    .align
prefetch_abort:
    get_bad_stack
    bad_save_user_regs
    bl     do_prefetch_abort

    .align
data_abort:
    get_bad_stack
    bad_save_user_regs
    bl     do_data_abort

    .align
not_used:
    get_bad_stack
    bad_save_user_regs
    bl     do_not_used

#ifdef CONFIG_USE_IRQ

    .align
irq:
    get_irq_stack
    irq_save_user_regs
    bl     do_irq
    irq_restore_user_regs

    .align
fiq:
    get_fiq_stack
    /* someone ought to write a more effiction fiq_save_user_regs */
    irq_save_user_regs
    bl     do_fiq
    irq_restore_user_regs

#else

    .align
irq:
    get_bad_stack
    bad_save_user_regs
    bl     do_irq

    .align
fiq:
    get_bad_stack
    bad_save_user_regs
    bl     do_fiq

#endif

可知start.S的流程为：异常向量——上电复位后进入复位异常向量——跳到启动代码处——设置处理器进入管理模式——关闭看门狗——关闭中断——设置时钟分频——关闭MMU和CACHE——进入lowlever_init.S——检查当前代码所处的位置，如果在FLASH中就将代码搬移到RAM中