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启动代码解读

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系统在运行过程中，一旦有内部异常或外部中断事件产生，处理器内核通常会响应这些事件。

LPC2138的ARM内核ARM7TDMI支持7种异常类型，分别为复位异常、指令未定义异常、软件中断异常、指令预取中止异常、数据中止异常、快速中断异常和普通中断异常。

其中复位异常和软件中断异常的处理被安排在处理器的管理模式（svc mode）下进行。

指令预取中止异常和数据中止异常的处理被安排在中止模式(abt mode)下进行。

指令未定义异常的处理被安排在未定义模式(und mode)下进行。

快速中断异常和普通中断异常的处理分别安排在快中断(fiq mode)和中断模式(irq mode)下进行。

LPC2138所有外设中断的处理被安排在快中断模式或中断模式下进行，具体一个外设中断的处理在哪个模式下进行，需要程序开发人员通过配置LPC2138的VIC控制器来实现。

在系统启动阶段，异常中断矢量表必须存在。

通常ARM处理器要求矢量表安排在系统地址空间的0x00处。

LPC2138的异常中断矢量表位于从0地址开始的一片连续的内存区域内。

此表由8个表项组成，其中有7项对应中7种异常类型。

每个表项占用4字节空间，存放32位的跳转指令。

内部异常或外部中断事件发生时，ARM处理器内核响应该事件，硬件自动保存当前模式下的CPSR寄存器内容至异常事件处理模式下的SPSR寄存器，修改CPSR 寄存器的模式位，将系统操作模式强行切换至异常事件处理模式，并禁止普通中断或快速中断，强制定位PC至矢量表中对应异常的表项处，通过该表项处的跳转指令，执行异常中断事件的处理服务函数。

ARM异常向量位置
地址异常
0x0000 0000 复位
0x0000 0004 未定义指令
0x0000 0008 软件中断
0x0000 000C 预取指中止（从存储器取指出错）
0x0000 0010 数据中止（数据访问存储器出错）
0x0000 0014 保留*
0x0000 0018 IRQ
0x0000 001C FIQ
系统上电复位时刻将产生复位异常事件，处理器内核对此事件是无条件响应的。

响应该事件，处理器内核进入管理模式下，通过矢量表中的复位异常表项处的跳转指令，程序流程定位到复位异常事件处理服务函数处，执行复位异常事件处理。

复位异常事件的处理首先从配置几个硬件模块开始。

包括锁相环（PLL）、VBP分频器、外部存储控制器、存储器加速控制和内存映射控制模块。

接着切换进入ARM处理器各操作模式，配置该模式下栈指针（对R13寄存器赋值）。

处理器内核依次被切换进入未定义指令模式、中止模式、快中断模式、中断模式、管理模式和用户模式。

最终处理器内核停留在用户模式下。

此后复位异常事件处理函数调用C标准库的_main()函数，执行
__main:
0x0000019C EB000000 BL __scatterload(0x000001A4)
0x000001A0 EB00003B BL __rt_entry(0x00000294)
__scatterload实现（1）把RO/RW输出段从加载地址复制到运行地址。

（2）清零初始化ZI 运行域。

__rt_entry实现（1）初始化库函数。

（2）建立堆栈。

（至此已完成建立C库运行必须的环境）（3）转入用户程序入口函数main()。

在启动汇编源文件中，存在4个节。

节在ARM汇编中使用AREA伪操作符标示。

节是
不可分割的代码块或数据块。

工程中其他的C源文件在编译器处理后，也形成若干节。

所有这些节被链接器由链接器来处理。

通常链接器将属性相同的节合并，形成不同属性的输出段。

最终这些输出段依照分散加载描述文件的安排，定位到系统地址空间相应的地址处。

分散加载描述文件描述了两种视图（1）加载视图（2）执行视图。

加载视图描述了程序代码和数据在加载时的地址安排。

执行视图描述了程序代码和数据在执行时的地址安排。

在启动汇编源文件中，有一段进行存储器重映射的代码。

这里解释一下存储器映射和存储器重映射的概念。

（1）存储器映射
对于任意类型的存储器，必须首先为它分配一个地址空间才能对其进行访问，这样就在地址空间和存储器之间建立了某种对应关系，称为存储器映射。

不管是微处理器内置的片内存储器，还是扩展的外部存储器，在电路板制作完成之后，它的存储器映射也就自然的固定下来，这个特定的地址空间也称为它的固有地址空间。

例如对于LPC2138来说，地址空间0x4000 0000-0x40008000映射到片内SRAM，即片内SRAM的固有地址空间为
0x40000000-0x40008000。

(2) 存储器重映射
对于ARM处理器来说，为了获得多种引导选项或者提高性能，某个特定的地址空间可以映射到不同的存储器，或者反过来一个存储器可以对应多个地址空间，这种现象称之为存储器重映射。

总之，从地址空间的角度看，这个特殊的重映射区域对应的存储器映射具有多重性和临时性，但是在任意时刻它的存储器映射具有唯一性。

除了这个特殊的重映射区域，其它地址空间和存储器之间是一一对应的。

反之从存储器的角度看，无论何时总是可以通过它的固有地址空间访问它，但是只有当满足某些条件时才能从重映射区域访问它。

最后，启动代码中涉及到的指令，伪指令及伪操作符，请大家搞清楚。

伪操作符：EQU AREA PROC ENDP END SPACE IMPORT EXPORT
伪指令：LDR
指令：LDR STR MRS MSR BL。

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启动代码startups分析

启动代码startups分析

启动代码start.s（相当于bootloader的前端代码），开机就执行的代码，即0x0000处放置的代码。

给CPU一个合适的工作环境。

面向CPU内核和外围硬件，所以一般用汇编编写。

1、在起始地址分配中断向量表即中断处理函数（CPU要求的），以为向量空间只有4字节，所以一般只是一个跳转指令，去别处执行。

2、之后初始化存储器系统3、初始多个模式下的堆栈（模式切换时，硬件给SP置位）4、初始化有特殊要求的外围设备，如LED灯、看门狗5、初始化用户的执行环境（在FLASH中运行太慢了，把代码整体搬迁到RAM中）6、切换处理器的工作模式7、调用主程序（没见到有存储控制器的配置代码，也没见到有时钟初始化代码）下面分析，所给的2410的启动代码实现了以上的那些功能，实现得显然不全，或者不需要，或者在工程代码的其它部分实现。

读程序时注意，所有程序都是逐行顺序执行的，要看清跳转指令。

GET 2410addr.s //用到了2410addr.s中的寄存器地址宏定义;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; Some ARM920 CPSR bit discriptions ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;Pre-defined constants//预定义的变量，一下后续代码中使用方便，与CPSR相关USERMODE EQU 0x10FIQMODE EQU 0x11IRQMODE EQU 0x12SVCMODE EQU 0x13ABORTMODE EQU 0x17UNDEFMODE EQU 0x1bMODEMASK EQU 0x1fNOINT EQU 0xc0I_Bit * 0x80F_Bit * 0x40;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; MMU Register discription ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;p15 CP 15;c0 CN 0;c1 CN 1;c2 CN 2;c3 CN 3CtrlMMU * 1CtrlAlign * 2CtrlCache * 4CtrlWBuff * 8CtrlBigEnd * 128CtrlSystem * 256CtrlROM * 512;initialization L0 is MMU FULL_ACCESS, DOMAIN, SECTIONTLB_L0_INIT * 0x0C02 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; Start here //执行代码从这里开始;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;//IMPORT ，定义表示这是一个外部变量的标号，不是在本程序定义的//EXPORT ，表示本程序里面用到的变量提供给其他模块调用的。

UBOOT源码分析

UBOOT源码分析

UBOOT源码分析UBOOT是一种开放源码的引导加载程序。

作为嵌入式系统启动的第一阶段，它负责初始化硬件设备、设置系统环境变量、加载内核镜像以及跳转到内核开始执行。

Uboot的源码是开放的，让我们可以深入了解其内部工作机制和自定义一些功能。

Uboot源码的文件组织结构非常清晰，主要分为三个大类：目录、文件和配置。

其中目录包含了一系列相关的文件，文件存放具体的源码实现代码，配置文件包含了针对特定硬件平台的配置选项。

Uboot源码的核心部分是启动代码，位于arch目录下的CPU架构相关目录中。

不同的CPU架构拥有不同的启动代码实现，如arm、x86等。

这些启动代码主要包括以下几个关键功能：1. 初始化硬件设备：Uboot首先需要初始化硬件设备，例如设置时钟、中断控制器、串口等设备。

这些初始化操作是在启动代码中完成的。

通过查看该部分代码，我们可以了解硬件的初始化过程，以及如何配置相关寄存器。

2. 设置启动参数：Uboot启动参数存储在一个称为"bd_info"的数据结构中，它包含了一些关键的设备和内存信息，例如DRAM大小、Flash 大小等。

这些参数是在启动代码中设置的，以便内核启动时能够正确识别硬件情况。

3. 加载内核镜像：Uboot负责加载内核镜像到内存中，以便内核可以正确执行。

在启动代码中，会通过读取Flash设备或者网络等方式，将内核镜像加载到指定的内存地址处。

加载过程中，可能会进行一些校验和修正操作，以确保内核数据的完整性。

4. 启动内核：在内核镜像加载完成后，Uboot会设置一些寄存器的值，并执行一个汇编指令，跳转到内核开始执行。

此时，Uboot的使命即结束，控制权交由内核处理。

除了启动代码，Uboot源码中还包含了许多其他功能模块，如命令行解析器、存储设备驱动、网络协议栈等。

这些功能模块可以根据需求进行配置和编译，以满足不同平台的需求。

例如，可以通过配置文件选择启用一些功能模块，或者自定义一些新的功能。

开机代码含意

开机代码含意

代码含意0 0x0000 作业完成。

1 0x0001 不正确的函数。

2 0x0002 系统找不到指定的档案。

3 0x0003 系统找不到指定的路径。

4 0x0004 系统无法开启档案。

5 0x0005 拒绝存取。

6 0x0006 无效的代码。

7 0x0007 储存体控制区块已毁。

8 0x0008 储存体空间不足，无法处理这个指令。

9 0x0009 储存体控制区块地址无效。

10 0x000A 环境不正确。

11 0x000B 尝试加载一个格式错误的程序。

12 0x000C 存取码错误。

13 0x000D 资料错误。

14 0x000E 储存体空间不够，无法完成这项作业。

15 0x000F 系统找不到指定的磁盘驱动器。

16 0x0010 无法移除目录。

16 0x0010 无法移除目录。

17 0x0011 系统无法将档案移到其它的磁盘驱动器。

18 0x0012 没有任何档案。

19 0x0013 储存媒体为写保护状态。

20 0x0014 系统找不到指定的装置。

21 0x0015 装置尚未就绪。

22 0x0016 装置无法识别指令。

23 0x0017 资料错误(cyclic redundancy check)24 0x0018 程序发出一个长度错误的指令。

25 0x0019 磁盘驱动器在磁盘找不到持定的扇区或磁道。

26 0x001A 指定的磁盘或磁盘无法存取。

27 0x001B 磁盘驱动器找不到要求的扇区。

28 0x001C 打印机没有纸。

29 0x001D 系统无法将资料写入指定的磁盘驱动器。

30 0x001E 系统无法读取指定的装置。

31 0x001F 连接到系统的某个装置没有作用。

32 0x0020 The process cannot access the file because it is beingused by another process.33 0x0021 档案的一部份被锁定，现在无法存取。

bootloader启动代码分析

bootloader启动代码分析

bootloader启动代码分析1,bootloader（第一部分）主要完成以下工作：1，设置CPU工作模式；2，关闭中断；3，关闭Cache和Write buffer;4，初始化SDRAM，配置存储设备；5，复制FLASH中的代码和数据到SDRAM中；6，内存重映射，配置存储设备；7，把RM和ZI从LOAD ADDR 复制到execute ADDR.8，设置栈空间指针，跳转到C语言函数入口（启动代码第二部分）。

2,具体代码分析1，设置CPU工作模式MRS r0, cpsr#读取CPSR状态寄存器的值CPSR状态寄存器结构:BIC r0, r0, #MASK_MODE&定义值为0x0000003F，把MODE清零；ORR r0, r0, #MODE_SVC32&宏定义值为0x00000013，把MODE设置为SVC模式；ORR r0, r0, #I_BIT&宏定义值为0x80，关IRQ；ORR r0, r0, #F_BIT&宏定义值为0x40，关FIQ；MSR cpsr_c, r0&回写cpsr状态寄存器设置完CPSR后，状态寄存器中的值:2，关闭中断LDR r2, =ARM7_INTMASK& ARM7_INTMASK宏定义值为ASIC_BASE+0x4008，读取interrupt controller寄存器MVN r1, #0&FFFFFFFFSTR r1, [r2]&回写interrupt controller寄存器，之后寄存器的值为全1，既关闭所有的中断源；LDR r2, =ARM7_INTPEND&ARM7_INTPEND宏定义值为ASIC_BASE+0x4004，取interrupt pend 寄存器.MVN r1, #0 &FFFFFFFFSTR r1, [r2]&回写ARM7_INTPEND寄存器，之后寄存器的值为全1，既关闭所有的中断标志位；3，关闭Cache和Write bufferASIC_BASE宏定义值为0x03ff0000LDR r0, =ARM7_SYSCFG &宏定义值为ASIC_BASE+0x0000LDR r1, =0x87ffffA00X87ffffA0的二进制为 1000 0111 1111 1111 1111 1111 1010 0000 SE Must be set to zero.CE When set to '1', cache operations are enabled. 设置为0，将CACHE禁用。