uboot中am335x的relocate分析--Apple的学习笔记

一，前言

今天我主要先分析下bb black的relocate。至于为什么要分析这块内容，因为我个人理解，内存分布也是重要内容，最关键的是这些内容我3年前分析过TQ2440的，但是没分析过bb black的，所以补上。

二，实践

先在board_f.c中添加#define _DEBUG 1就支持debug函数打印信息了。

U-Boot 2023.10 (Oct 27 2023 - 19:36:30 +0800)Apple Cai's am335 Board

U-Boot code: 80800000 -> 808807B8  BSS: -> 8088BEE8
CPU  : AM335X-GP rev 2.1
Model: TI AM335x EVM
DRAM:  get_ram_size return value is 20000000
Monitor len: 0008BEE8
Ram size: 20000000
Ram top: A0000000
Reserving 559k for U-Boot at: 9ff64000
Reserving 32896k for malloc() at: 9df44000
Reserving 92 Bytes for Board Info at: 9df43fa0
Reserving 256 Bytes for Global Data at: 9df43ea0
Reserving 80768 Bytes for FDT at: 9df30320
Reserving for stacks at: 9df30310

RAM Configuration:
Bank #0: 80000000 Bank #1: 0 Bank #2: 0 Bank #3: 0
DRAM:  512 MiB
New Stack Pointer is: 9df30300
Relocation Offset is: 1f764000
Relocating to 9ff64000, new gd at 9df43ea0, sp at 9df30300
Device 'clock@0' Driver 'ti_omap4_cm',drv->bind addr is 0x9ff8622d
Device 'clock@400' Driver 'ti_omap4_cm',drv->bind addr is 0x9ff8622d

直接从Ram top函数开始分析，我做了一个表格，记录了计算过程如下。

三，遇到的问题

1. 我猜测是定义了CFG_SYS_SDRAM_BASE，通过打开每个头文件，找到了关键字

u-boot-2023.10/include/configs/am335_ap.h
u-boot-2023.10/include/configs/ti_am335x_common.h
u-boot-2023.10/include/configs/ti_armv7_omap.h
u-boot-2023.10/include/configs/ti_armv7_common.h

最后在ti_armv7_common.h中找到CFG_SYS_SDRAM_BASE的配置值为0x80000000。

2. CONFIG_SYS_MALLOC_LEN和CONFIG_ENV_SIZE的值找了我老半天，它在.config中，但是defconfig中没有，于是想到了是否Kconfig中的默认值，果然在Konfig中看到了默认值。

config SYS_MALLOC_LEN
	hex "Define memory for Dynamic allocation"
	default 0x2000000 if ARCH_ROCKCHIP || ARCH_OMAP2PLUS || ARCH_MESON

config ENV_SIZE
	hex "Environment Size"
	default 0x20000 if ARCH_ZYNQ || ARCH_OMAP2PLUS || ARCH_AT91

3. reserve_fdt调用完成时gd->start_addr_sp = 0x9DF30320，接着reserve_stacks调用完成后gd->start_addr_sp = 0x9DF30310，然后就打印了，为什么还有16字节是什么时候做的减法？New Stack Pointer is: 9df30300 答：继续添加debug来打印。reserve_stacks调用完成后确实是0x9DF30310，后来发现arch_reserve_stacks里面不是空，因为_weak关键字就有可能其他c文件也有此函数，于是查map文件原来此函数是在arch/arm/lib/stack.c里面有继续再减去16。

4. CFG_MAX_RAM_BANK_SIZE是(1024<<20)也就是1G，am335x芯片手册也写了1G，但是u-boot-2023.10/common/memsize.c中get_ram_size的返回值为什么是512M？导致后面setup_dest_addr打印出来Ram size: 20000000

int dram_init(void)
{
	/* dram_init must store complete ramsize in gd->ram_size */
	gd->ram_size = get_ram_size(
			(void *)CFG_SYS_SDRAM_BASE,
			CFG_MAX_RAM_BANK_SIZE);
	return 0;
}

答：继续添加debug来打印信息看原因。果然返回的不是size不是传入的1G maxsize，此函数将数据写入地址0,1,2,4,8，然后依次读取对比，数据一致则内存大小倍增，不一致说明内存位置不可用，就返回size了，这属于uboot检测内存大小的机制。后来反应过来芯片手册写了支持1G，但是bb black外部的sdram芯片只有512M，所以就算配置为1G，显示可用的也只能是512M，是我糊涂了，哈哈~

5. 看到汇编重定向后，直接用ldr lr, =board_init_r且注释写了自动重定向。若说是调试器只要我在此语句前，用新的地址加载elf即可，然后搜索symbol就可以到重定向后的地址，但是若不是调试器，代码运行的过程中自己是怎么知道这个symbol的地址变了？

答：之前我理解应该就是用地址无关的跳转指令，但是再具体些就不清楚了。百度后又了解了些关键内容。b是绝对地址跳转，bl是地址无关跳转。uboot要支持重定向，汇编指令就需要支持地址无关跳转和重定向符号表，uboot编译就要添加了LDFLAGS_u-boot += -pie，然后就会有rel.dyn字段用来管理加载地址和编译地址及符号表。这块具体细节还不太清楚，之后准备专门学习下。

四，小结

以前我学习uboot的时候没有DM，启动流程主要看网上，然后快速看了代码，也没有多思考数据来源及为什么这样设计，所以只是大概的了解，能做出些小作品为目的。本轮希望能更深入的学习，深度思考后才发现我还有很多不清楚的细节。挺好的，看来我这次第二轮刻意学习是起到做用的，又get到新的方法论及知识点了。