都知道U-BOOT分為兩個階段。


第一階段是(~/cpu/arm920t/start.S中)在FLASH上運行(一般情況下),完成對硬件的初始化,包括看門狗,中斷緩存等,並且負責把代碼搬移到SDRAM中(在搬移的時候檢查自身代碼是否在SDRAM中),然後完成C程序運行所需要環境的建立,包括堆棧的初始化等,最後執行一句跳轉指令:


  ldr pc, _start_armboot


_start_armboot: .word start_armboot,


進入到/lib_arm/board.c中的函數void start_armboot (void)。從此就進入了第二階段。這是在很多資料上都有講述的,所以勿需多言了。


現在對於第一階段有幾個問題,以前我一直是沒有搞明白的,既然在FLASH中的代碼是把自己拷貝到SDRAM中,那麼在S3C2410的內存地址空間,就有兩份的啟動代碼,第一份就是在FLASH中,第二份就是在SDRAM中。


根據鏈接腳本文件(~/board/smdk2410/u-boot.lds)


OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
/*OUTPUT_FORMAT("elf32-arm", "elf32-arm", "elf32-arm")*/
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0x00000000; /*後記:這個鏈接起始地址實際上被-Ttest $(TEST_BASE)更新了*/


 . = ALIGN(4);
 .text :
 {
  cpu/arm920t/start.o (.text)
  *(.text)
 }


 . = ALIGN(4);
 .rodata : { *(.rodata) }


 . = ALIGN(4);
 .data : { *(.data) }


 . = ALIGN(4);
 .got : { *(.got) }


 . = .;
 __u_boot_cmd_start = .;
 .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }
 __u_boot_cmd_end = .;


 . = ALIGN(4);
 __bss_start = .;
 .bss : { *(.bss) }
 _end = .;


}



其中的鏈接命令. = 0x00000000;表示地址計數器從0地址開始計數,而且_start是程序代碼段的入口,那麼*.text中的所有地址標號(cpu/arm920t/start.S中定義的)就應該從0地址開始計數,那麼標號start_armboot(就是void start_armboot (void)函數的入口地址)應該在FLASH中才對啊,所以按照上邊的分析,


  ldr pc, _start_armboot


_start_armboot: .word start_armboot


此條語句後,並沒有跳轉到SDRAM中的void start_armboot (void),而是跳轉到了FLASH中的void start_armboot (void)中。


所以就出現了這樣的矛盾,在FLASH中有一段代碼把自己拷貝到SDRAM中,產生了兩份UBOOT可執行的指令流,但是最後卻沒有跳轉到SDRAM中去運行以提高指令執行的速度。


產生以上的認識是基於以下幾個認識(肯定是錯誤的):


1.


*.text中的所有地址標號(在鏈接時確定)是從0地址開始生成的。


實際上在arm-linux-ld執行時,原來定義的0x0地址被更新為TEXT_BASE定義的地址。


2.


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 */


 



如果不是出於調試階段,這段搬移代碼中的r0和r1肯定不相等的,r0=#0,r1=#TEXT_BASE: 0x33F80000(在./board/smdk2410/config.mk中),所以執行代碼的自身拷貝與搬移。


注意:在GNU中:


adr r0, _start作用是獲得_start的實際運行所在的地址值,而ldr r1, _TEXT_BASE為獲得地址_TEXT_BASE中所存放的數據,


 其中adr r0, _start翻譯成add r0,(PC+#offset),offset就是adr r0, _start指令到_start的偏移量,在鏈接時確定,這個偏移量是地址無關的。


 而ldr r1, _TEXT_BASE指令表示以程序相對偏移的方式加載數據,是索引偏移加載的另外一種形式,等同於ldr r1,[PC+#offset],offset是ldr r1, _TEXT_BASE到_TEXT_BASE的偏移量。注意這種用法並不是偽指令,偽指令的特徵是 ldr r1, =expr/lable_expr。對於LDR偽指令,ADS的情況有些不一樣(細微差別),在ADS中的情況可以參考杜春雷<ARM體系結構與編程>144頁。


比較一下:


add r0,(PC+#offset):(PC+#offset)是相對地址,表示把本指令上溯或下溯offset處的地址加載到r0;


ldr r1,[PC+#offset]:[PC+#offset]也是相對地址,表示把偏移offset處的地址上的數據加載到r1;


 



現在繼續:


剛才分析所得到的矛盾,肯定是在認識上存在的偏差,經過把U-BOOT進行make後,從所生成的兩個.map文件來看(~/u-boot.map和Systen.map),所有的地址標號都是從0x33f80000開始的,就是從SDRAM的高地址開始,等於TEXT_BASE的值,也就是說,鏈接器是從0x33F80000開始來鏈接所編譯生成的目標文件的,而不是從0地址開始,經過查看,start_armboot=0x33f80d9c,就是說void start_armboot (void)函數的入口地址在SDRAM中(鏈接器決定),所以執行


  ldr pc, _start_armboot


_start_armboot: .word start_armboot,


PC指針肯定就指向了SDRAM中,換句話就是說進入到SDRAM中了,對於ldr pc, _start_armboot,其仍然是GNU中使用程序相對偏移的方式加載數據,翻譯一下就是ldr pc, [pc +pc到_start_armboot的偏移值],結果就把_start_armboot地址中的數start_armboot放入pc中完成了跳轉,而start_armboot的值(函數地址)是在鏈接時就確定了,是相對於TEXT_BASE的。因為在整個UBOOT的階段1中所有的尋址都是相對位置的尋址(雖然鏈接器認為是階段1的代碼是從地址0x3ff80000中開始鏈接的),把階段1的代碼放在0地址開始的FLASH中也是可以正確的運行的,如果ARM的複位向量是在0x00000001(假設),那麼把代碼燒寫到從0x00000004處開始的地方,上電時也可以正確的運行(假設ARM的複位向量是在0x00000004成立),當然ARM的複位向量不在這裡,只是以此假設來說明以上的對於階段1的分析。


現在最後一個矛盾就是鏈接腳本(~/board/smdk2410/u-boot.lds)所描述的鏈接地址與實際的鏈接地址不相同的問題,因為根據鏈接腳本,所有的地址標號應該從0地址開始計數的,然而不是。經過查找Makefile文件,


在頂層的Makefile文件中,在166行中鏈接是的鏈接命令:


$(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(OBJS) \,


 



其中的LDFLAGS在定義在頂層的config.mk中的145行:LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS),


 



最關鍵的就是-Ttext $(TEXT_BASE)命令了,他的含義就是說,起始地址在TEXT_BASE,而TEXT_BASE在~/board/smdk2410/config.mk中TEXT_BASE = 0x3FF80000;


到此就弄清楚為什麼鏈接從0x3ff80000開始的了,至於鏈接腳本,其主要作用是用來指明各個*.o文件的順序,如入口地址標號(_start)等,以及使兩個地址標號得到當前的地址


__u_boot_cmd_start = .; *.u_boot_cmd段的起始地址


  .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }
__u_boot_cmd_end = .; *.u_boot_cmd段的結束地址


以供C程序使用。 __u_boot_cmd_start和__u_boot_cmd_end可以作為全局的一個常數使用



總結:


因為-Ttext $(TEXT_BASE)命令的使用,鏈接器把UBOOT從地址0x3ff80000開始連接,在第一階段中,所有使用的目標地址尋址都是使用當前PC值加減偏移量的方法,所以把UBOOT燒寫到0地址開始的FLASH中,不影響第一階段的正確執行。


 


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