uboot支持的cortex-M4内核启动流程分析--Apple的学习笔记

一，前言

居然看到uboot支持stm32的cortex-M4的内核，所以就编译来看看，直接编译通过了，所以代表着我可以直接在真实的板子上连接jlink单步调试了，先看看上电流程的代码吧~

二，编译

下载了6.0版本以上的arm-none编译即可通过编译。

export PATH=$PATH:/work/tools/gcc-arm-none-eabi-9-2019-q4-major/bin
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-eabi- distclean
rm -rf ./stm
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-eabi- O=stm stm32f429-discovery_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-eabi- O=stm

三，分析源码

之前cortexA8的启动代码我也不细看，但是cortexM4内核应该更加容易，内容更加少了，所以先看下启动流程。

1）从reset开始，文件路径arch/arm/cpu/armv7m/start.S

2）进入arch/arm/lib/crt0.S中处理

a. bss段清0

b. 通过配置了CONFIG_HAS_CUSTOM_SYS_INIT_SP_ADDR，为SYS_INIT_SP_ADDR设置值0x10010000作为sp地址

c. 通过调用common/init/board_init.c中的board_init_f_alloc_reserve函数，预留gd的size为配置值CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN=0x2000,通过调用board_init_f_init_reserve将gd空间中gd size清0

d. 通过调用common/board_f.c中的board_init_f进行gd赋值及init_sequence_f中的函数初始化。接着就是一堆初始化，我全看了下，对如下几项做了笔记记录。

->initf_bootstage，之前没有关注过，原来是可以用来记录boot时间的。

config BOOTSTAGE
	bool "Boot timing and reporting"
	help
	  Enable recording of boot time while booting. To use it, insert
	  calls to bootstage_mark() with a suitable BOOTSTAGE_ID from
	  bootstage.h. Only a single entry is recorded for each ID.

->arch_cpu_init初始化，路径在arch/arm/mach-stm32/soc.c，对于stm32就是配置mpu。

->env_init，主要是要找evn存储介质的driver保存到gd->env_addr。

->serial_init里面进行了串口的初始，且调用了串口设备驱动drivers/serial/serial_stm32.c的_stm32_serial_setbrg来设置波特率。

->display_options开始通过串口打印标题了。

->misc_init_f里面包括了event_notify，这个event_notify蛮有意思的，也是遍历section中的数组，若传入的event和数组中的event名字一样就调用数组中的操作函数进行相关动作。可以理解为event来后需要触发的特别动作，就可以用这种方式。

->dram_init通过调用uclass_get_device来初始化设备,也就是说会调用device_probe函数的。

->setup_dest_addr，看到关键的relocaddr地址是可以通过打印_DEBUG来打印的。

gd->relocaddr = gd->ram_top;
	debug("Ram top: %08llX\n", (unsigned long long)gd->ram_top);

->arch_reserve_mmu是预留一段mmu空间，此时ram_top的地址又会变小了。但是stm32没有mmu，此段调试下看看是否被调用，否则可以删除。

->后面有一系列的reserve_xx，蛮有意思的，都是预留空间，若配置且使用了，那么ram_relocaddr地址会越来越小。

->reserve_uboot有一句gd->start_addr_sp = gd->relocaddr。

->_dram_init_banksize，填充gd表，设置ram大小的。

->setup_bdinfo主要是设置外部sram的。

->display_new_sp通过debug打印sp最终地址。

->reloc_xx，也就是之前有reserve_xx就会赋值到gd_newXX，这样relocate汇编就会把gd_oldXX移动到gd_newXX。

->cyclic_unregister_all，看了下周期调用的只有wdg操作，最后unregister，难道之前register过，搜索了下确实wdt_start的时候有register。

接着汇编crt0.S就开始搬运ram和vector，最后调用board_init_r，此函数里面有init_sequence_r初始化列表，进行遍历初始化，只是此list的最后是run_main_loop，是一个for循环，不会再退出了。

四，qemu仿真看看

查看了下qemu是支持此开发板的，但是串口无信息，我没有用vscode来调试，所以不清楚情况，因为编译主要目的是实际板子调试用的。所以暂时忽略qemu仿真吧~

五，小结

看上去和arm的板子的启动流程类似，居然过程中还有relocate，有必要吗？重定向没细看，之后准备直接调试看下效果。但是cortex-M4还弄个uboot有必要吗？估计就是纯娱乐，而且发现2016版本uboot就已经支持cortexM4了，突然想到有关不带mmu的操作系统uclinux是否需要这样的uboot！