android启动---lk入口文件crt0.s解析

Dear 丶 2022-10-29 11:27 277阅读 0赞

// .section 伪操作, 用户可以通过.section 伪操作来自定义一个段，每一个段以段名为开始, //以下一个段名或者文件结尾为结束，这里段名是.text.boot。
    .section ".text.boot"
    //通过.global把_start声明为一个对链接器可见的全局标识
    .globl _start
    //汇编程序缺省入口是 start 标号，也可在连接脚本文件中用 ENTRY 标志指明其它入口点。
    _start:
    //下面有8种异常情况可以使正常指令顺序中止执行，分别为复位、未定义指令、软件中断、//指令预取中止、数据中止、预留、中断请求、快速中断请求，其中reset在本函数中定义，//其他的在exceptions.s中定义，下面分析reset。
    	b	reset
    	b	arm_undefined
    	b	arm_syscall
    	b	arm_prefetch_abort
    	b	arm_data_abort
    	b	arm_reserved
    	b	arm_irq
    	b	arm_fiq
    
    reset:
    //lk/makefile定义ENABLE_TRUSTZONE := 0没有使能TRUSTZONE(信任区)。
    #ifdef ENABLE_TRUSTZONE
    	/*Add reference to TZ symbol so linker includes it in final image */
    	ldr r7, =_binary_tzbsp_tzbsp_bin_start
    #endif
    	/* do some cpu setup */
    #if ARM_WITH_CP15
            /* Read SCTLR */
    /*
    Mrc(Move to ARM Register from Coprocessor)指令是将协处理器寄存器的数据传送到ARM处理器寄存器中。P15表示协处理器15(CP15)；0表示协处理器操作码opcode1，对于CP15来说这里为0；r0是目的寄存器，是ARM处理器的寄存器；c1和c0为源寄存器，协处理器的寄存器CRn和CRm，CRn寄存器包含第1个 操作数，CRm协处理器中附加的源操作数寄存器或目标寄存器；最后一个0表示协处理器操作码opcode2，如果不需要设置附加信息，将Crm设置为c0。
    */
    //CP15执行操作0(opcode1)和0(opcode2)，操作数是c1和c0，其操作结果传送到r0 
    	mrc		p15, 0, r0, c1, c0, 0
    		/* XXX this is currently for arm926, revist with armv6 cores */
    		/* new thumb behavior, low exception vectors, i/d cache disable, mmu disabled */
    //BIC位清除指令，禁用ICache、选择低端异常中断向量(Normal exception vectors selected) //0x00000000-0x0000001C、保持 ARMv5 以上版本的正常功能。
    	bic		r0, r0, #(1<<15| 1<<13 | 1<<12)
    //禁用禁止MMU或者PU、禁用一级整体缓存(unified cache，不分代码和数据，都存在一起)/数据缓存(L1 unified/data cache disabled)
    	bic		r0, r0, #(1<<2 | 1<<0)
    		/* disable alignment faults *///禁止地址对齐检查
    	bic		r0, r0, #(1<<1)
    /* Enable CP15 barriers by default */
    //使能 26 位地址异常检查，在lk/platform/msm8953/rules.mk定义了ARM_CORE_V8
    #ifdef ARM_CORE_V8
    	orr		r0, r0, #(1<<5)
    #endif
    /* Write SCTLR *///将上面设置后的ro的值写入到P15的寄存器c1(控制寄存器1)中
    	mcr		p15, 0, r0, c1, c0, 0
    #ifdef ENABLE_TRUSTZONE
      /*nkazi: not needed ? Setting VBAR to location of new vector table : 0x80000      */
    //c12用来设置异常向量基地址，这里把要修改的异常向量基地址保存到r0中。
     ldr             r0, =0x00080000
     mcr             p15, 0, r0, c12, c0, 0
    #endif
    #endif
    
    /*WITH_CPU_EARLY_INIT在lk/platform/msm8953/rules.mk赋值为0，ENABLE_TRUSTZONE也是0，这段没有调用，暂不关注*/
    #if WITH_CPU_EARLY_INIT
    	/* call platform/arch/etc specific init code */
    #ifndef ENABLE_TRUSTZONE
    	/* Not needed when TrustZone is the first bootloader that runs.*/
    	bl __cpu_early_init
    #endif
    	/* declare return address as global to avoid using stack */
    .globl _cpu_early_init_complete
    	_cpu_early_init_complete:
    
    #endif
    
    /*ENABLE_NANDWRITE没有定义，WITH_CPU_WARM_BOOT在lk/platform/msm8953/rules.mk赋值为0，，这段没有调用，暂不关注*/
    #if (!ENABLE_NANDWRITE)
    #if WITH_CPU_WARM_BOOT
    	ldr 	r0, warm_boot_tag
    	cmp 	r0, #1
    
    	/* if set, warm boot */
    	ldreq 	pc, =BASE_ADDR
    
    	mov 	r0, #1
    	str	r0, warm_boot_tag
    #endif
    #endif
    
    	/* see if we need to relocate */
    /*在ARM处理器架构中，PC寄存器通常是指向当前指令后的第三条指令地址，即在ARM指令是+8，这里是把PC寄存器指向的指令地址赋值给r0，因为ARM32一条指令4字节，所以r0的值为.Laddr的内存地址。
    */
    	mov		r0, pc
    //计算出_start的内存地址，即本段代码的加载位置,保存在r0
    	sub		r0, r0, #(.Laddr - _start)
    .Laddr:
    	ldr		r1, =_start //加载复位地址到r1
    /*比较_start与复位地址是否一致，即本段代码是否加载到复位地址。如相等不需要进行代码重定位，调用Lstack_setup设置stack，否则需要继续进行代码重定位。
    
    */
    	cmp		r0, r1
    	beq		.Lstack_setup
    
    	/* we need to relocate ourselves to the proper spot */
    	ldr		r2, =__data_end	
    
    .Lrelocate_loop:// 进行循环拷贝，将代码段拷贝到复位地址处
    // ldr把数据从内存加载到寄存器，r3 = *(r0);r0=r0+4;
    	ldr		r3, [r0], #4
    //str把数据从寄存器保存到内存中，*r1 = r3;r1=r1+4;
    	str		r3, [r1], #4
    	cmp		r1, r2 // 判断拷贝是否完成
    	bne		.Lrelocate_loop
    
    	/* we're relocated, jump to the right address */
    	ldr		r0, =.Lstack_setup
    	bx		r0 //重定位完成，此处使用绝对跳转，跳转到正确的地址。
    
    //检测热启动的全局变量
    .ltorg
    #if WITH_CPU_WARM_BOOT
    warm_boot_tag:
    	.word 0 //分配一个32bit的内存，并初始化为0
    #endif
    
    .Lstack_setup:
    	/* set up the stack for irq, fiq, abort, undefined, system/user, and lastly supervisor mode */
    	mrs     r0, cpsr //将程序状态寄存器cpsr内容传送到通用寄存器r0
    	bic     r0, r0, #0x1f//清除M[4:0]，这几位决定处理器的运行模式，比如user、FIQ等。
    /* 加载内存地址，堆栈向低地址增长 */
    	ldr		r2, =abort_stack_top //将abort_stack_top的地址赋给r2
    	orr     r1, r0, #0x12 // irq
    	msr     cpsr_c, r1 // 设置irq模式
    //将全局符号irq_save_spot的地址赋给r13
    	ldr		r13, =irq_save_spot		/* save a pointer to a temporary dumping spot used during irq delivery */
    
    /*
    堆栈指针r13（SP）：每一种异常模式都有其自己独立的r13，它通常指向异常模式所专用的堆栈，也就是说五种异常模式、非异常模式（用户模式和系统模式），都有各自独立的堆栈，用不同的堆栈指针来索引。这样当ARM进入异常模式的时候，程序就可以把一般通用寄存器压入堆栈，返回时再出栈，保证了各种模式下程序的状态的完整性
    */    
    	orr     r1, r0, #0x11 // fiq
    	msr     cpsr_c, r1
    	mov		sp, r2 //设置fiq模式的堆栈
    	            
    	orr     r1, r0, #0x17 // abort
    	msr     cpsr_c, r1
    	mov		sp, r2
    	    
    	orr     r1, r0, #0x1b // undefined
    	msr     cpsr_c, r1
    	mov		sp, r2
    	    
    	orr     r1, r0, #0x1f // system
    	msr     cpsr_c, r1
    	mov		sp, r2
    
    	orr		r1, r0, #0x13 // supervisor
    	msr		cpsr_c, r1
    	mov		sp, r2
    
    	/* copy the initialized data segment out of rom if necessary */
    //__data_start_rom,__data_start,__data_end的定义都在system-onesegment.ld中
    	ldr		r0, =__data_start_rom
    	ldr		r1, =__data_start
    	ldr		r2, =__data_end
    
    	cmp		r0, r1
    /*比较__data_start_rom和__data_start的内存地址是否相等，如果相等则跳转到.L__do_bss处，如果不等(也就是没有静态数据)，则执行.L__copy_loop:*/
    	beq		.L__do_bss
    
    //静态数据初始化
    .L__copy_loop:
    	cmp		r1, r2
    	ldrlt	r3, [r0], #4
    	strlt	r3, [r1], #4
    	blt		.L__copy_loop//完成数据段的拷贝
    
    //bss数据段初始化为0 
    .L__do_bss:
    	/* clear out the bss */
    	ldr		r0, =__bss_start
    	ldr		r1, =_end
    	mov		r2, #0
    
    // 完成bss段的清零
    .L__bss_loop:
    	cmp		r0, r1
    	strlt	r2, [r0], #4
    	blt		.L__bss_loop
    
    #ifdef ARM_CPU_CORTEX_A8
    	DSB //数据屏障
    	ISB //指令屏障
    #endif
    
    	bl		kmain //调用lk的main函数
    	b		.  //死循环
    
    .ltorg
    
    .bss
    .align 2
    	/* the abort stack is for unrecoverable errors.
    	 * also note the initial working stack is set to here.
    	 * when the threading system starts up it'll switch to a new 
    	 * dynamically allocated stack, so we don't need it for very long
    	 */
    abort_stack:
    	.skip 4096 //异常堆栈的大小4096字节
    abort_stack_top:

参考链接

LK源码解析 1 crt0.s

[https://blog.csdn.net/xichangbao/article/details/51484138][https_blog.csdn.net_xichangbao_article_details_51484138]

ARM架构参考手册

[https://developer.arm.com/documentation/ddi0487/ga][https_developer.arm.com_documentation_ddi0487_ga]

ARM协处理器（CP15）指令介绍

[https://blog.csdn.net/u012357001/article/details/88989827][https_blog.csdn.net_u012357001_article_details_88989827]

ARM协处理器CP15寄存器详解

https://blog.csdn.net/a815064247/article/details/75238312

little-kernel分析.md

[https://github.com/hardenedlinux/embedded-iot\_profile/blob/master/docs/arm64/dragonboard410c/little-kernel%E5%88%86%E6%9E%90.md][https_github.com_hardenedlinux_embedded-iot_profile_blob_master_docs_arm64_dragonboard410c_little-kernel_E5_88_86_E6_9E_90.md]

高通（Qualcomm）LK源码深度分析

https://blog.csdn.net/sdkdlwk/article/details/78291496?utm\_medium=distribute.pc\_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-3.control&depth\_1-utm\_source=distribute.pc\_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-3.control

[https_blog.csdn.net_xichangbao_article_details_51484138]: https://blog.csdn.net/xichangbao/article/details/51484138
[https_developer.arm.com_documentation_ddi0487_ga]: https://developer.arm.com/documentation/ddi0487/ga
[https_blog.csdn.net_u012357001_article_details_88989827]: https://blog.csdn.net/u012357001/article/details/88989827
[https_github.com_hardenedlinux_embedded-iot_profile_blob_master_docs_arm64_dragonboard410c_little-kernel_E5_88_86_E6_9E_90.md]: https://github.com/hardenedlinux/embedded-iot_profile/blob/master/docs/arm64/dragonboard410c/little-kernel%E5%88%86%E6%9E%90.md