[嵌入式系统-38]:龙芯1B 开发学习套件 -8-启动过程详解

2024-03-10 09:44

本文主要是介绍[嵌入式系统-38]:龙芯1B 开发学习套件 -8-启动过程详解,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

一、启动程序的入口

二、初始化硬件浮点单元fpu

三、全局指针

四、设置系统栈

五、设置内存

六、设置Cache

七、配置协处理器

八、初始化TLB


一、启动程序的入口

  1. FRAME(_start, sp, 0, ra):这一行是一个汇编宏,用于创建一个函数框架_start 函数的入口地址sp 是栈指针,0 表示没有保存寄存器的空间,ra 是返回地址寄存器。

  2. .set noreorder:这个指令告诉汇编器不要重新排序指令。

  3. #if (__mips_hard_float):这是一个条件编译指令,检查是否启用了硬件浮点运算

  4. li v0, SR_CU1:将 SR_CU1 的值加载到寄存器 v0 中。

  5. mtc0 v0, C0_SR:将寄存器 v0 的值写入 CP0 寄存器 C0_SR 中。

  6. #else

  7. mtc0    zero, C0_SR                     /* clr IntMsks/ kernel/disabled mode */    

  8. #endif

  9. nop:空操作指令。

  10. li v0, CAUSE_DC:将 CAUSE_DC 的值加载到寄存器 v0 中。

  11. mtc0 v0, C0_CAUSE:将寄存器 v0 的值写入 CP0 寄存器 C0_CAUSE 中。

  12. nop:空操作指令。

  13. lui v0, 0xFFFF:将 0xFFFF 的高 16 位加载到寄存器 v0 中。

  14. mtc0 v0, C0_COMPARE:将寄存器 v0 的值写入 CP0 寄存器 C0_COMPARE 中。

  15. nop:空操作指令。

这段代码主要是针对 MIPS 架构的初始化设置。根据是否启用了硬件浮点运算,设置相应的寄存器值,清除软件中断和定时器中断

二、初始化硬件浮点单元fpu

  1. #if (__mips_hard_float):这是一个条件编译指令,检查是否启用了硬件浮点运算。

  2. li t3, 0xAAAA5555:将常数 0xAAAA5555 加载到寄存器 t3 中。

  3. mtc1 t3, fp0:将寄存器 t3 的值写入浮点寄存器 fp0 中。

  4. mtc1 zero, fp1:将寄存器 zero 的值(0)写入浮点寄存器 fp1 中。

  5. mfc1 t0, fp0:将浮点寄存器 fp0 的值读取到通用寄存器 t0 中。

  6. mfc1 t1, fp1:将浮点寄存器 fp1 的值读取到通用寄存器 t1 中。

  7. nop:空操作指令。

  8. bne t0, t3, 1f:如果寄存器 t0 的值不等于 t3,则跳转到标签 1f 处执行。

  9. nop:空操作指令。

  10. bne t1, zero, 1f:如果寄存器 t1 的值不等于 0,则跳转到标签 1f 处执行。

  11. nop:空操作指令。

  12. ctc1 zero, fcr31:将寄存器 zero 的值写入浮点控制寄存器 fcr31 中,即清除浮点控制状态寄存器。

  13. j 2f:无条件跳转到标签 2f 处执行。

  14. nop:空操作指令。

  15. li v0, 0x0:将常数 0x0 加载到寄存器 v0 中。

  16. mtc0 v0, C0_SR:将寄存器 v0 的值写入 CP0 寄存器 C0_SR 中,即重置状态寄存器。

  17. nop:空操作指令。

  18. 2::标签 2,用于跳转。

  19. #endif:结束条件编译指令块。

这段代码主要用于检查是否存在浮点处理器(FPU),如果存在,则清除浮点控制状态寄存器,并重置状态寄存器。

三、全局指针

  1. la gp, _gp:将全局指针 _gp 的地址加载到全局指针寄存器 gp 中,用于初始化全局指针寄存器。

  2. la v0, _fbss:将未初始化数据段(bss段)的起始地址 _fbss 加载到通用寄存器 v0 中。

  3. la v1, _end:将未初始化数据段的结束地址 _end 加载到通用寄存器 v1 中。

  4. 3::标签 3,用于循环中的跳转。

  5. sw zero, 0(v0):将寄存器 zero 的值(0)存储到地址为 v0 的内存位置,即清零未初始化数据段中的一个字。

  6. bltu v0, v1, 3b:如果 v0 的值小于 v1 的值,则跳转到标签 3 处执行。这是一个无符号数比较分支指令,用于在清零未初始化数据段的过程中循环处理直到结束。

  7. add v0, 4:将寄存器 v0 的值加上4,即增加一个字的大小,用于指向下一个未初始化数据段的地址。

这段代码的主要作用是初始化全局指针寄存器,并清零未初始化数据段(bss段)的内容,确保其在使用之前被正确初始化。

四、设置系统栈

  1. la t0, _stack_end: 将系统栈的结束地址 _stack_end 加载到临时寄存器 t0 中。

  2. sub t0, t0, (4 * 4): 从系统栈的结束地址减去4个字(即16个字节)。这可能是为了留出一些空间用于栈帧或其他用途。“XXX overhead” 注释可能表示这个操作有一定的额外开销。

  3. move sp, t0: 将临时寄存器 t0 中的值移动到栈指针寄存器 sp 中,从而设置系统栈。

  4. la a0, _RamSize: 将 RAM 的大小 _RamSize 加载到寄存器 a0 中。

五、设置内存

  1. jal set_memory_size: 调用函数 set_memory_size,这可能是设置内存大小的函数。

  2. nop: 空操作指令,用于填充延时槽或优化。

六、设置Cache

  1. jal config_cache: 调用函数 config_cache,用于确定 D & I caches 的大小。

  2. nop: 空操作指令。

  3. la a0, memory_cfg_struct: 将内存配置结构体 memory_cfg_struct 的地址加载到寄存器 a0 中。

  4. jal get_memory_conf: 调用函数 get_memory_conf,可能用于填充内存配置结构体。

  5. nop: 空操作指令。

  6. jal flush_cache: 调用函数 flush_cache,用于初始化缓存。

  7. nop: 空操作指令。

七、配置协处理器

  1. mfc0 v0, C0_CONFIG, 0: 从协处理器0的配置寄存器中(特权级0)读取数据,将其存储到通用寄存器 v0 中。

  2. and v0, v0, ~CFG0_K0: 将 v0 的值与 CFG0_K0 的按位取反值进行按位与操作,可能是为了清除特定位的设置。

  3. or v0, v0, CFG_C_CACHABLE: 将 CFG_C_CACHABLE 的值与 v0 进行按位或操作,可能是为了设置缓存为可缓存的模式。

  4. mtc0 v0, C0_CONFIG, 0: 将寄存器 v0 的值写入到协处理器0的配置寄存器中(特权级0)。

  5. nop: 空操作指令。

这段代码的主要作用是设置系统栈、内存大小、缓存配置等,并进行一些与内存和缓存相关的初始化操作。

八、初始化TLB

/* Clear Translation Lookaside Buffer (TLB)
 */
    jal     init_tlb                        /* clear the tlb */
    nop

/* End of CPU initialization, ready to start kernel
 */
    move    a0, zero                        /* Set argc passed to main */
    jal     bsp_start                        //C语言启动代码,不返回,
    nop

/* Kernel has been shutdown, jump to the "exit" routine
 */
    jal     _sys_exit
    move    a0, v0                          # pass through the exit code

1:
    beq     zero, zero, 1b
    nop

    .set    reorder
ENDFRAME(_start)

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