s3c6410 uboot代碼分析

強調(diào)，內(nèi)容與三星原廠提供的uboot-1.1.6有更改的地方，因為外接外設(shè)的區(qū)別，特別是nand_flash、外接網(wǎng)卡芯片和LCD芯片

以下純代碼情景分析，請結(jié)合uboot的功能結(jié)構(gòu)圖和內(nèi)存分布圖查看代碼，這樣會更加容易理解。

s3c-u-boot-1.1.6源代碼可以在三星下面的網(wǎng)站獲得，但前提是你有官方的email。

還是百度google搜一下吧，當然我這也是有的哦。

http://www.samsung.com/global/business/semiconductor/productInfo.do?fmly_id=835&partnum=S3C6410

功能結(jié)構(gòu)圖（上圖） uboot內(nèi)存分布圖（上圖）

1.start.s代碼分析（第一階段）

/*以下是具有arm特色的異常向量表，為中斷異常準備 */

--------------------

.globl _start
_start: breset
ldrpc, _undefined_instruction
ldrpc, _software_interrupt
ldrpc, _prefetch_abort
ldrpc, _data_abort
ldrpc, _not_used
ldrpc, _irq
ldrpc, _fiq

_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
_pad:
.word 0x12345678 /* now 16*4=64 */
.global _end_vect
_end_vect:

.balignl 16,0xdeadbeef

--------------------

/*當發(fā)生中斷異常時，pc會跳轉(zhuǎn)到.word的后面地址處 處理異常，

undefined異常由arm核譯碼單元檢測，并觸發(fā)未定義指令異常請求，硬件設(shè)置pc的值為0x4，強制程序從內(nèi)存0x4地址執(zhí)行指令；

0x8存放軟件中斷處理指令，arm中使用swi指令時觸發(fā)軟件中斷，硬件設(shè)置PC的值為0x8，同時進入系統(tǒng)模式，多用在系統(tǒng)庫的編寫；

prefetch異常，預取指中止異常，導致正在取的指令無法正常取出，這里需要注意流水線造成的pc值；

data中止，無法獲取數(shù)據(jù)，產(chǎn)生的原因有可能是內(nèi)存未準備好、內(nèi)存無讀或?qū)憴?quán)限等一些原因產(chǎn)生的異常；

0x14暫時未使用；

0x18提供系統(tǒng)硬件中斷跳轉(zhuǎn)接口，一般我們的處理器都會引出很多的外部中斷線，在這里能做的就是判斷系統(tǒng)中斷線產(chǎn)生的中斷，注冊中斷，初始化中斷，調(diào)用中斷函數(shù)等等；

0x1c地址為_fiq快速中斷，一個系統(tǒng)在中斷流水線上可能產(chǎn)生很多中斷，但快中斷只會有一個

*/

--------------------

_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
_pad:
.word 0x12345678 /* now 16*4=64 */
.global _end_vect
_end_vect:

.balignl 16,0xdeadbeef

--------------------

/*

_TEXT_BASE標號所代表的是uboot代碼的運行地址，對于s3c6410

系統(tǒng)來說，如果nand flash啟動方式，系統(tǒng)會把0xc000000里面前4KB的內(nèi)容映射到引導鏡像區(qū)，即0x0地址，但是我們需要把

uboot代碼放到我們的SDRAM，原因是我們代碼里面需要對變量做更改并且增加代碼執(zhí)行效率等

下面代碼的含義是定義uboot程序執(zhí)行的運行地址，值為0xc7e00000，.word后面的值TEXT_BASE在編譯的時候，

通過向編譯器傳遞參數(shù)獲得，-DTEXT_BASE方式向編譯器傳遞宏參，在編譯的時候可以注意下編譯的時候都會指定它的值，值得定義在

config.mk中，Makefile會包含它。

*/

--------------------

_TEXT_BASE:
.wordTEXT_BASE

--------------------

/*

在uboot里面會開啟MMU，下面是在MMU開啟前uboot在內(nèi)存存放的真實物理地址，值為0x57e00000。強調(diào)一下，我們做的開發(fā)板的SDRAM在DMC1上，即訪問物理內(nèi)存的實際物理地址從0x50000000開始，SDRAM的大小為256M，正好是一個DMC1，所以內(nèi)存的訪問地址就是0x50000000-0x6FFFFFFF之間了。

*/

--------------------

_TEXT_PHY_BASE:
.wordCFG_PHY_UBOOT_BASE

--------------------

/*

這個不解釋也是可以的，但是還是要解釋。很多人對_start的值有疑惑，認為是0x0，因為看到_start的標號在代碼段最開始處，其實是錯誤的，匯編代碼里面的標號是和編譯時指定的運行地址有關(guān)系的。我們在編譯程序的時候會通過-DTEXT_BASE=0xc7e00000參數(shù)告訴編譯器我們程序?qū)\行在0xc7e00000地址，那么自然編譯器會認為代碼開始的時候就運行在這個地址，那么_start的值自然就是0xc7e00000了?？偨Y(jié)之，標號的值與編譯時指定的程序地址有關(guān)系，而與程序?qū)嶋H存放在內(nèi)存出的位置無關(guān)。小心使用哦。特別在使用一些偽指令的時候

*/

--------------------

.globl _armboot_start
_armboot_start:
.word _start

--------------------

/*

下面的代碼__bss_start的值是在u-boot.lds腳本里面定義的，雖然沒給值，但是你要知道文件的大小和位置是由

編譯器指定的，那么還需要我們告訴它值嗎？所以沒值勝有值啦，由編譯時編譯器決定它們的值

*/

--------------------

.globl _bss_start
_bss_start:
.word __bss_start

.globl _bss_end
_bss_end:
.word _end

--------------------

/*

uboot開始執(zhí)行的第二條代碼處即在這里了，下面的代碼使得cpu的模式為管理模式，如果想使得為cpu為管理模式，需要保證cpsr寄存

器的最低5位為10011，下面是把0xd3的值賦值給cpsr，0xd3即1101 0011，最高兩位置1的意思為關(guān)閉中斷和快中斷，這是為了防止代碼

正在執(zhí)行時，產(chǎn)生外部中斷，導致程序跳轉(zhuǎn)到異常向量表而無法正常按順序執(zhí)行。5位為0的意思是cpu的狀態(tài)為arm狀態(tài)，如果是1則cpu進入thumb態(tài)，thumb態(tài)處理16位指令代碼和數(shù)據(jù)。

*/

--------------------

reset:

mrsr0,cpsr
bicr0,r0,#0x1f
orrr0,r0,#0xd3
msrcpsr,r0

--------------------

/* 以下標號所在處的代碼比較多，將做逐步分析，這段代碼主要的工作也就是改了一些硬件寄存器和內(nèi)存初始化工作 */

--------------------

cpu_init_crit:

--------------------

/*
指令的含義為刷新指令和數(shù)據(jù)緩存。mcr的意思是把arm寄存器的值賦值給coprocesser寄存器，拿第一條指令來說，

p15代表協(xié)處理器，0為一定的值，指令中0b0000四位來表示，現(xiàn)在無具體作用，如果不是0則結(jié)果未知，后面的r0是即將寫入

c7目標寄存器中的值，后面還有個c7所代表的意思為額外操作碼，如果不是c0，則表示的是同一個寄存器的不同物理寄存器，因為

同一個寄存器的名字并不代碼通一個物理內(nèi)存，我們在學rpsr的時候應(yīng)該知道這點，最后的0提供附加信息，用于區(qū)分同一寄存器的

不同物理寄存器，如無附加信息，請保持為0值，否則結(jié)果不可預測

下面三行代碼不難看出，c7、c8的值被清為0，為什么要清為零呢，你需要去看arm1176jzf-s芯片手冊了，其中是有說明的，不再累述，

arm1176jzf-sarm核芯片手冊下載地址httop://www.arm.com，也可以與本人聯(lián)系獲取。
*/

--------------------
movr0, #0
mcrp15, 0, r0, c7, c7, 0/* flush v3/v4 cache */
mcrp15, 0, r0, c8, c7, 0/* flush v4 TLB */

--------------------

/*
實在不想解釋這段，因為以前看過芯片手冊的解釋，且不止一遍，對于這里面要更改的內(nèi)容就是不能全部記下來，和工作有關(guān)了，

不能全心搞這塊內(nèi)容，最多2個月左右的時間能回來回顧一下了。總之還是去查arm11核芯片手冊，因為以下改的內(nèi)容是協(xié)處理器

c1，那么你就該去查c1是用來干什么的。查看得知，是控制寄存器，查看手冊是online books12.2.2 Primary register allocation

一節(jié)，其中13,9,8位為V、R、S：V位是對高端異常向量表的支持，如果選擇0異常向量表為0x00000000-0x0000001c，如果選擇

1異常向量表就是FFFF0000-FFFF001c；R位用于ROM保護的，具體的還要與c5里面的配合，這都是MMU惹的禍，很煩，但是現(xiàn)在

我們還沒有講到MMU，所以為什么這樣做，也必須到講到MMU的時候才見分曉了，S在這里面的意思也是用于系統(tǒng)保護的，和MMU

又是有很大的關(guān)系，好吧，后面會找MMU算賬的，這里就先不深入了，接下來再分析下下面的指令含義

bicr0, r0, #0x00000087@ clear bits 7, 2:0(B--- -CAM) 的B位為0表示支持小little-endian，1表示支持big-endian格式的系統(tǒng)內(nèi)存

CAM為第三位，M為0代表禁止MMU，反之打開，A代表地址對齊檢查，0代表禁止，C代表指令數(shù)據(jù)cache控制，0為禁止

orrr0, r0, #0x00000002@ set bit 2 (A) Align 這段指令又比較犯賤了，打開地址對齊檢查了，這是應(yīng)該的O(∩_∩)O~，后面又

設(shè)置12位為1，含義是如果數(shù)據(jù)cache和指令cache是分開的話，這里面置1的含義將會打開指令緩存

*/

--------------------
mrcp15, 0, r0, c1, c0, 0
bicr0, r0, #0x00002300@ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)
bicr0, r0, #0x00000087@ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)
orrr0, r0, #0x00000002@ set bit 2 (A) Align
orrr0, r0, #0x00001000@ set bit 12 (I) I-Cache
mcrp15, 0, r0, c1, c0, 0

--------------------

/*

以下代碼的作用是為了給256M的內(nèi)存在MMU開啟的時候把0x70000000作為重映射的基地址

c15協(xié)處理器寄存器在s3c6410上有特殊作用，它是外部內(nèi)存端口映射寄存器，32位，在開關(guān)MMU的時候發(fā)生作用，且優(yōu)先級最高

這里的0x70000000為外部端口的基地址，0x13的二進制為0x10011，0x10011的意思為256M，代表映射的

大小為256M，0x10010為128M。假如你沒開MMU，PHY和Peri port映射的地址將相同。通過下面的內(nèi)容后，我們知道我們原來uboot

代碼是放置到0x57e00000的，現(xiàn)在便只能通過0x57e00000+0x70000000虛擬地址來訪問uboot起始地址了。

使用C15的方法是：

1.Opcode_1 set to 0

2.CRn set to c15

3.CRm set to c2

4.Opcode_2 set to 4

還有問題請參考arm1176jzfs芯片手冊

*/

--------------------

/* Peri port setup */
ldrr0, =0x70000000
orrr0, r0, #0x13
mcrp15,0,r0,c15,c2,4 @ 256M(0x70000000-0x7fffffff)

--------------------

/*

下面是一條跳轉(zhuǎn)指令,代碼這里不貼，但是其中的代碼很重要，在lowlevel.S中實現(xiàn)比如說點亮LED燈、關(guān)閉watchdog、關(guān)閉中斷、系統(tǒng)

時鐘初始、nand flash初始化、內(nèi)存控制器初始化。不過說實在的，去仔細分析這些初始化的過程，對于你對如何控制硬件有很大的幫

助，對于這個函數(shù)，所要說的東西太多，會在后面的文章中單獨分析它，現(xiàn)在先知道功能就好，沒有它代碼無法啟動。

*/

--------------------

bllowlevel_init

--------------------

/*跳轉(zhuǎn)出來以后，繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼，下面的代碼是判斷程序是否已經(jīng)在ram中了，在的話就不拷貝，直接跳轉(zhuǎn)到after_copy了，否則

繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼*/

--------------------

ldrr0, =0xff000fff
bicr1, pc, r0/* r0 <- current base addr of code */
ldrr2, _TEXT_PHY_BASE/* r1 <- original base addr in ram */
bicr2, r2, r0/* r0 <- current base addr of code */
cmp r1, r2 /* compare r0, r1 */
beq after_copy/* r0 == r1 then skip flash copy */

--------------------

/*

下面代碼通過函數(shù)copy_from_nand函數(shù)把代碼拷貝到ram中。steppingstone只能拷貝4KB，我們需要把所有的代碼搬運到內(nèi)存中哦

我們知道s3c6410可以通過SD、onenand、nand啟動，但是我們這里做了簡化，先只從nand啟動，以后會再增加SD卡啟動

copy_from_nand代碼也在start.S中，做了修改以適合大頁訪問，如有需要請留言告知，將添加copy_from_nand代碼分析

*/

--------------------

#ifdef CONFIG_BOOT_NAND
movr0, #0x1000
blcopy_from_nand
#endif

--------------------

/*SD卡啟動方式，這個宏我沒有定義，先保留吧*/

--------------------

#ifdef CONFIG_BOOT_MOVINAND
ldrsp, _TEXT_PHY_BASE
blmovi_bl2_copy
bafter_copy
#endif

--------------------

/*這里我啥都沒做*/

after_copy:

/*

打開MMU功能

協(xié)處理器c3的作用是存儲的保護和控制，用在MMU中為內(nèi)存的域訪問控制

c3為32位寄存器，每兩位為一個訪問控制特權(quán)，0x00代表沒有訪問權(quán)限，這時候訪問將失效；0x01為客戶類型，將根據(jù)

地址變換條目中的訪問控制位決定是否允許特定內(nèi)存訪問；0x10是保留的，暫時沒有使用，0x11為管理者權(quán)限，不考慮

地址變換條目中的權(quán)限控制位，將不會訪問內(nèi)存失效。

ldrr5, =0x0000ffff
mcrp15, 0, r5, c3, c0, 0，代碼的含義為設(shè)置高8個域無訪問權(quán)限，低8個域為管理者權(quán)限。

接著下面通過mcrp15, 0, r1, c2, c0, 0指令給c2賦值，c2用于保存頁表基地址。所謂頁表基地址即是虛實轉(zhuǎn)換的內(nèi)存頁表的首地址。

這里r1的值賦值給了c2，r1的值為0x57exxxxx，c2高14位是儲存頁表的基地址

最后代碼很簡單，打開MMU。

*/

--------------------

#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
enable_mmu:
/* enable domain access */
ldrr5, =0x0000ffff
mcrp15, 0, r5, c3, c0, 0@ load domain access register

/* Set the TTB register */
ldrr0, _mmu_table_base
ldrr1, =CFG_PHY_UBOOT_BASE
ldrr2, =0xfff00000
bicr0, r0, r2
orrr1, r0, r1
mcrp15, 0, r1, c2, c0, 0

/* Enable the MMU */
mmu_on:
mrcp15, 0, r0, c1, c0, 0
orrr0, r0, #1/* Set CR_M to enable MMU */
mcrp15, 0, r0, c1, c0, 0
nop
nop
nop
nop
#endif

--------------------

/*

堆棧初始化代碼，我們在這里定義了CONFIG_MEMORY_UPPER_CODE

sp的值為0xC7FFFFE8

*/

--------------------

skip_hw_init:
/* Set up the stack */
stack_setup:
#ifdef CONFIG_MEMORY_UPPER_CODE
ldrsp, =(CFG_UBOOT_BASE + CFG_UBOOT_SIZE - 0xc)
#else
ldrr0, _TEXT_BASE/* upper 128 KiB: relocated uboot */
subr0, r0, #CFG_MALLOC_LEN/* malloc area */
subr0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
subr0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
subsp, r0, #12/* leave 3 words for abort-stack */

#endif

--------------------

/*清零BSS段內(nèi)容為0 */

--------------------

clear_bss:
ldrr0, _bss_start/* find start of bss segment */
ldrr1, _bss_end/* stop here */
mov r2, #0x00000000/* clear */

clbss_l:
strr2, [r0]/* clear loop... */
addr0, r0, #4
cmpr0, r1
bleclbss_l

--------------------

/*跳轉(zhuǎn)到uboot代碼的第二個階段，第二階段基本上都是用C實現(xiàn)的，幸好前面sp的值已經(jīng)設(shè)置好了 */

--------------------

ldrpc, _start_armboot

_start_armboot:
.word start_armboot

--------------------

2.第二階段代碼分析（代碼在lib_arm目錄下的board.c里面，start_armboot函數(shù)）

1）初始化CPU及外圍硬件

init_fnc_t init_fnc_ptr;
char *s;
#ifndef CFG_NO_FLASH
ulong size;
#endif

#if defined(CONFIG_VFD) || defined(CONFIG_LCD)
unsigned long addr;
#endif

#if defined(CONFIG_BOOT_MOVINAND)
uint *magic = (uint *) (PHYS_SDRAM_1);
#endif

/* Pointer is writable since we allocated a register for it */
#ifdef CONFIG_MEMORY_UPPER_CODE /* by scsuh */
ulong gd_base;

gd_base = CFG_UBOOT_BASE + CFG_UBOOT_SIZE - CFG_MALLOC_LEN - CFG_STACK_SIZE - sizeof(gd_t);
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
gd_base -= (CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ);
#endif
gd = (gd_t*)gd_base;
#else
gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
#endif

/* 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;

for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
hang ();
}
}

解釋：定義二級指針init_fnc_ptr指向一個存放函數(shù)指針的數(shù)組，init_fnc_ptr是typedef int (init_fnc_t) (void)類型，即函數(shù)類型，init_fnc_ptr可以指向一個沒有參數(shù)，返回值為int型的函數(shù)指針的地址（很繞哦，），我們看上面代碼最后的for循環(huán)init_fnc_ptr = init_sequence，if中會使用（*init_fnc_ptr)()方式調(diào)用init_sequence中的函數(shù)（函數(shù)名可以看為一個地址），如果返回值不是0，則執(zhí)行hang報錯。

因為我們定義了CONFIG_MEMORY_UPPER_CODE宏，所以gd = (gd_t*)gd_base，由gd_base的值我們知道，malloc區(qū)域、stack區(qū)域、bdinfo數(shù)據(jù)在內(nèi)存的位置是放在upper of uboot。

__asm__ __volatile__("": : :"memory");這條是內(nèi)嵌匯編，請查看另一篇介紹內(nèi)嵌匯編的博文。

gd->bd指針指向數(shù)據(jù)類型為bd_t的結(jié)構(gòu)體，bd_t結(jié)構(gòu)體記錄開發(fā)板的參數(shù)，例如串口波特率、ip地址、機器類型、啟動參數(shù)、環(huán)境變量位置等。

下面分析for循環(huán)執(zhí)行的函數(shù)：

cpu_init：因為我們沒有定義CONFIG_USE_IRQ，所以這個函數(shù)直接返回0

board_init：

函數(shù)內(nèi)首先執(zhí)行dm9000_pre_init()函數(shù)，因為我們把DM9000AEP網(wǎng)卡映射到內(nèi)存的Xm0CSn[1]上，所以我們要設(shè)置訪問CSn[1]的方式，SROM_BW_REG &= ~(0xf << 4);SROM_BW_REG |= (1<<7) | (1<<6) | (1<<4);兩條代碼的含義為設(shè)置0x70000000控制器的CSn[1]訪問方式為nBE enable、wait enable、16位數(shù)據(jù)總線訪問模式，SROM_BC1_REG = ((DM9000_Tacs<<28)+(DM9000_Tcos<<24)+(DM9000_Tacc<<16)+(DM9000_Tcoh<<12)+(DM9000_Tah<<8)+(DM9000_Tacp<<4)+(DM9000_PMC));這句話的意思是設(shè)置訪問的時序，s3c6410 datasheet中已經(jīng)給出了時序代碼，歡迎查看哦。因為我的zc6410開發(fā)箱接了4.3的TFT LCD，所以在代碼中增加了對LCD的配置工作，代碼如下：

writel(readl(MIFPCON) & (~(1 << 3)), MIFPCON);

writel(readl(MIFPCON) & (~(3 << 0)) | 0x1, SPCON);

writel(0xaaaaaaaa, GPICON);
writel(0xaaaaaa, GPJCON)；

以上四行代碼分別對MIFPCON、SPCON、GPICON、GPJCON四個寄存器賦值。為什么賦值？查看s3c6410 datasheet手冊14.5.1節(jié)，給出了DisplayController的引腳配置，MIFPCON的[3]位設(shè)置為0（normal mode）instead of “1”（by-pass mode），SPCON[1:0]位的值設(shè)置為“01”（useRGB I/F Style）or “00” to use Host I/F Style，我們設(shè)置的是01。GPICON、GPJCON賦值的原因請看下面圖：

第一張圖是LCD控制器接口連接原理圖，后面的是圖是芯片手冊，通過兩個圖我們就知道為什么要寫后面兩行代碼了吧。

好了，73-74行一個是記錄機器類型，一個是指定向內(nèi)核傳參的地址。

interrupt_init：

184行：值0x0101的含義是設(shè)置env_init：如下圖，因為沒有定義ENV_IS_EMBEDDED，所有只是執(zhí)行了142-143，把環(huán)境變量的首地址賦值給gd->env_addr。

init_baudrate：

139行使用getenv_r函數(shù)在default_environment里找baudrate關(guān)鍵字，找到后把“=”號后面的值賦值給gd->baudrate，然后

再放到gd->bd->bi_baudrate里面。simple_strtoul是uboot實現(xiàn)的字符串轉(zhuǎn)UL類型。

serial_init：什么都沒做，保持默認的8位數(shù)據(jù)、無奇偶校驗、1 停止位、無開始位。

console_init_f：gd->have_console = 1就這一句話

display_banner：串口打印uboot信息，就是uboot啟動的時候我們看到的信息，這里使用的是printf，但是我們追進去后，關(guān)注的函數(shù)

應(yīng)該是serial_putc，它是真實向串口輸出一個字符的函數(shù)，這個函數(shù)會遞歸調(diào)用，應(yīng)該說自己調(diào)用自己，遇到n結(jié)束。

print_cpuinfo：打印CPU信息，CPU型號和速度 CPU：...

checkboard：打印開發(fā)板信息 BOARD：...

dram_init：

記錄dram的起始地址，0x50000000，size為256M

display_dram_config：因為沒有定義DEBUG，所以打印DRAM:256M

2）配置malloc空間

（因為CONFIG_LCD、CONFIG_VFD沒有定義，所以跳過這一部分）

我們定義了UPPER_CODE，所以執(zhí)行第一個mem_malloc_init。這個函數(shù)的作用是記錄堆?？臻g的起始地址、結(jié)束地址、當前地址。

3）啟動設(shè)備初始化（SD、NAND、ONENAND）

系統(tǒng)一開始嘗試從SD卡啟動，因為本篇介紹的是NANDFLASH啟動方式，所以SD卡部分暫不分析，會單獨開辟章節(jié)介紹s3c6410

的SD卡啟動方式（包括windows下SD flasher應(yīng)用程序的編寫、SD卡硬件電路分析、SD寄存器操作和啟動流程）。

下面分析nand啟動方式，我們在自己的頭文件里定義了CONFIG_COMMANDS和CFG_CMD_NAND，所以會執(zhí)行nand_init函數(shù)

分析代碼中的368行nand_init函數(shù)，我們知道在uboot啟動起來之后，會顯示NAND: 512M（你nandflash的大?。?，所以不難想象，

nand_init會向終端打印NAND大小的信息，以下是nand_init的實現(xiàn)：

nand_init函數(shù)的實現(xiàn)體在drivers/nand/nand.c中，nand_init函數(shù)不僅會打印出nandflash的大小，還會初始化描述nand的結(jié)構(gòu)體

nand_info以及代表“nand”的設(shè)備結(jié)構(gòu)體nand_chip，這兩個結(jié)構(gòu)體前者是mtd層對設(shè)備的抽象和對塊設(shè)備的接口統(tǒng)一，后者是

設(shè)備的實體，所有對設(shè)備的讀寫控制操作都最終通過這個結(jié)構(gòu)體完成，下面我們開始分析nand_init函數(shù)：

64~69行：從外表看，最后會執(zhí)行size += nand_info[i].size，由此最起碼可以猜測到這個函數(shù)會計算出nand的大小。那么是怎樣計算出

來的呢，我們需要看nand_init_chip函數(shù)，注意，在進入這個函數(shù)之前，先看一下傳入的三個參數(shù)，前兩個參數(shù)我們已經(jīng)介紹過，第三

個參數(shù)是nand的數(shù)據(jù)寄存器，訪問地址為0x70200010。nand_init_chip函數(shù)會根據(jù)我們傳入的參數(shù)，去查找對應(yīng)的nand設(shè)備，并初

始化一些功能接口為以后對nand操作做準備，下面看圖：

47行：mtd->priv實現(xiàn)了mtd中間層對底層nand設(shè)備的接口，我們以后在訪問nand硬件時，通過mtd的priv成員可以快速找到我們的

nand設(shè)備。

49行：nand成員中保存了讀寫nand數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寄存器基地址，我們通過讀寫base_addr中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對nand中數(shù)據(jù)的讀和寫，

后面的__iomem是個宏定義，這樣定義的#define __iomem，只定義并沒有給值，所以沒有任何功能意義，但是對于我們在看代碼

的時候，很容易能判斷出后面的變量是IO地址空間的寄存器地址。

50行：是對nand設(shè)備的初始化操作，我們進入函數(shù)體

820~823行：判斷是否是從nand_flash啟動。看s3c6410寄存器就會明白：

820行：NFCONF定義的宏，其實是取0x70200000地址里面的內(nèi)容，那么如果我們把OM跳線設(shè)置為nand啟動，這個[31]

位的值就會為1，這樣的話NFCONF & 0x80000000的值就是1了，因而boot_nand的值為1；

825行：清除0x70200004的[16]位，關(guān)閉軟件鎖存，如果此位設(shè)置為1，則NFSBLK（0x70200020）到NFEBLK

（0x70200024）-1被開啟，除了這部分區(qū)域，寫或擦除命令是無效的，只有讀命令是有效的（NFSBLK和NFEBLK）為可編程

可編程開始和結(jié)束塊地址寄存器；

826~827行：我們在進入這個函數(shù)的時候就做過了；

828行：nand->cmd_ctrl = s3c_nand_hwcontrol，這個函數(shù)是用于向nand硬件發(fā)送命令的，比如發(fā)送00h，代表的是讀命令。

829行：nand->dev_ready = s3c_nand_device_ready，是用于判斷nand芯片處于忙/可讀狀態(tài)的。s3c_nand_device_ready

用一個循環(huán)去判斷NFSTAT（0x70000028）的最低位（RnB輸入引腳狀態(tài)），如果是1表示現(xiàn)在nand可讀，0代表正在忙不可讀

830行：bbt（bad block table）壞塊表，因為我們沒用到，所以s3c_nand_scan_bbt函數(shù)會直接返回；

我們沒有定義宏CFG_NAND_FLASH_BBT，所以nand->options|= NAND_SKIP_BBTSCAN，后面宏的含義代表在初始化期間

將跳過壞塊掃描；

839行：CFG_NAND_HWECC需要我們自己定義，含義代表使用錯誤糾錯碼；

840行：代表使用NAND_FLASH模塊內(nèi)部的ECC模塊產(chǎn)生糾錯碼；

841行：nand->ecc.hwctl= s3c_nand_enable_hwecc，設(shè)置對ECC的控制，這個函數(shù)應(yīng)該在產(chǎn)生ECC編碼前被調(diào)用。這個函數(shù)的

功能為確認SLC FLASH或是MLC FLASH，SLC代表single layer cell，MCL為multi-level cell，有關(guān)SLC和MLC的區(qū)別在容量、可

讀寫總次數(shù)、讀寫速度上，SLC的讀寫速度要快于MLC，但MCL的容量要比SLC大很多，因為1cell可以容納4bits，有興趣可以查閱

相關(guān)手冊。此函數(shù)還有一個功能為：1.初始化主區(qū)ECC解碼器/編碼器（向0x70200004的[5]位寫1）2.開啟主區(qū)ECC

（向0x70200004的[7]位寫0）；

842行：nand->ecc.calculate= s3c_nand_calculate_ecc，用于存儲產(chǎn)生的校驗糾錯碼；

843行：nand->ecc.correct= s3c_nand_correct_data，用生成的ECC碼檢測是否有錯誤，沒有則返回，具體內(nèi)容看函數(shù)說明就好；

845~849行：向nand發(fā)送4條命令，849行為等待設(shè)備準備好；

851~852行：將讀取到nand芯片的廠商信息和芯片ID編號；

854~859行：nand_flash_ids結(jié)構(gòu)體保存了很多公司生產(chǎn)的nand芯片信息和編號，for循環(huán)將通過ID找到和我們板子匹配的NAND芯片；

再往下雖然代碼挺多的，但不用擔心，只會執(zhí)行877行的nand->ecc.layout = &s3c_nand_oob_16，這是在定義oob信息；

以下是nand芯片可以處理的命令以及命令的含義（下面是三星K9F4G08U0A-PCB0芯片的命令集）

分析完board_nand_init函數(shù)后，我們繼續(xù)看nand_init_chip第52行，nand_scan函數(shù)：

這個函數(shù)的主要功能就是2768行的nand_scan_ident函數(shù)，功能是填充mtd結(jié)構(gòu)體，配置對nand的接口。這樣下次在訪問設(shè)備時，可

通過mtd層找到對應(yīng)的底層設(shè)備，我們看下nand_scan_ident函數(shù)：

到此，我們不再往下追函數(shù)了，

2501行在設(shè)置mtd設(shè)備層的接口函數(shù)，

2504行nand_get_flash_type函數(shù)代碼比較多，主要的功能還是在獲得nand芯片的廠商信息和ID，并判斷是否支持，如果支持

為這個nand設(shè)備和mtd填充一些功能接口函數(shù)，

我們再來看nand_scan_ident函數(shù)的后面代碼，2512行是for循環(huán)，maxchips的值是nand_scan函數(shù)傳遞進來的1，所以我們最后

看到的i值為1，在2526行chip->numchips=1，mtd->size=512(我的nandflash型號是K9F4G08U0A-PCB0，大小512M，

我們在board_nand_init函數(shù)中已經(jīng)在結(jié)構(gòu)體nand_flash_ids中找到我們的nand型號，chipsize的值為512）。

nand初始化分析完畢。。。

4）環(huán)境變量初始化

環(huán)境變量初始化，即start_armboot函數(shù)第379行的env_relocate ()函數(shù)，這個函數(shù)實現(xiàn)體在env_common.c中，我們看真相：

這個函數(shù)的功能其實就是讓env_ptr指向存放環(huán)境變量的首地址，并且填充env_ptr->data成員變量。

208和212的兩個宏我們沒有定義，所以直接看223行，223行malloc一個CFG_ENV_SIZE的空間用于存放環(huán)境變量

230行是在環(huán)境變量被遷移到內(nèi)存后，我們可以使用內(nèi)存中的環(huán)境變量

由于gd->env_valid我們前面沒有賦值，所以232行if會執(zhí)行，打印236行的內(nèi)容

240~244行是判斷默認的環(huán)境變量是否大于我們限定的環(huán)境變量大小

247行是把uboot代碼中已經(jīng)存在的default_environment指針所指向的環(huán)境變量拷貝到env_ptr->data中

253行是crc32的校驗，會對環(huán)境變量的內(nèi)容使用CRC32校驗表做每8字節(jié)的DO1校驗，校驗表定義在crc32.c的77行

259行是把內(nèi)存中可操作的環(huán)境變量記錄在全局變量中

5）網(wǎng)絡(luò)初始化

網(wǎng)絡(luò)初始化分為IP地址初始化和MAC地址初始化，看下圖：

387行：IP地址初始化，getenv_IPaddr會返回IPaddr_t（unsigned long）類型的IP地址賦值給gd->bd->bi_ip_addr全局變量。

進入getenv_IPaddr函數(shù)會執(zhí)行return (string_to_ip(getenv(var)))，我們先看getenv（var）：

497行：是給軟件狗準備的，我的ZC6410板子上有硬件狗，所以這個WATCHDOG_RESET其實就是一個空的macro。

499~510行：會查找環(huán)境變量中的name，name是傳遞進來的ipaddr，進入查找旅程env_get_char函數(shù)，如果我們沒有忘記的話

我們在env_relocate ()函數(shù)的230行執(zhí)行過env_get_char = env_get_char_memory，所以會執(zhí)行env_get_char_memory函數(shù)，

這個函數(shù)在env_common.c中實現(xiàn)：

186行的值同樣在env_relocate正確執(zhí)行過后，被賦值為1，返回gd->env_addr+index，gd->env_addr指向default_environment

因為default_environment是個指針數(shù)組，index代表數(shù)組的索引，即環(huán)境變量名得索引，看default_environment數(shù)組就能夠明白

如果你已經(jīng)自己看過了這兩段for循環(huán)，你可能知道外層for循環(huán)在遍歷default_environment數(shù)組，內(nèi)層判斷是否超出環(huán)境變量的

大小。后面外層循環(huán)會執(zhí)行507行的envmatch函數(shù)，這個函數(shù)是真正匹配getenv傳遞進去的ipaddr參數(shù)的，里面使用while循環(huán)

去找環(huán)境變量中的‘=’號前面的是否有ipaddr字符串，有則返回ipaddr在環(huán)境變量中的索引，比如ipaddr=“。。。”