在之前的話

　　新年過去了，那麽久沒有好好學習，感覺好頹廢，現在就uboot的一些基礎問題做一些筆記，順便分享給大家，不過由於見識有限，如果有不足之處請多多指教。

位置無關？什麽意思？我們先了解一些基礎知識。。。。。

　　我們都知道我們寫的代碼最後是運行在內存（SDRAM或者SRAM，通常是SDRAM）中的，但是在運行之前他們是保存在諸如nand、flash等非易失存儲設備中的，而這些存儲設備的地址要映射到CPU能夠尋找的地址上（一般映射在0X0地址上，這個後面詳細解釋），這樣才能得到要運行的代碼。而代碼要運行的內存（這裏就假設是SDRAM）也要映射到CPU上（肯定是和nand那些存儲器不一樣的地址，例如三星的

　　現在說一下地址映射的問題。在學習ARM時，我們一般會遇到兩種啟動方式，一個是nand啟動，一個是nor啟動。這兩種啟動方式都是映射到0x0地址的，但是映射方式稍有不同。所以先了解一下這兩種介質的硬件特性：

　　　　　nand：由於nand存儲器的硬件特性，代碼是無法在他上面運行的，他只有存儲代碼的功能。

　　　　　nor：他不僅可以存儲代碼，還可以讓代碼運行，但是他只能進行讀，不能進行寫的操作，但畢竟是可以運行代碼啦。

　　所以nand啟動的話，如果沒有進行特殊手段，代碼是無法得到的，在ARM中，他是通過硬件自動把nand前面的4K代碼復制到一塊映射到0x0地址上的SRAM中的，記住這是硬件自動完成的。這樣4K代碼就在SRAM上了，我們知道SRAM是能運行代碼的（可讀可寫）。但是這個SRAM只有4K大小，要是存儲在nand的代碼不止4K，只在SRAM上面運行是無法完成代碼設定的所有功能的。為了解決這個問題，於是就在這4K的代碼中完成一個可以將nand的代碼復制到其他更大的內存上（這裏是SDRAM），這樣就可以運行所有代碼了。

　　nor啟動的話，由於nor可以運行代碼，所以就不用什麽SRAM了，直接把nor映射到

　　問題又來了，我們知道代碼經過編譯，鏈接後才可以得到可以運行的代碼，而這代碼只有在鏈接時指定的位置上才能運行。對於2440，鏈接文件指定的位置一般是在SDRAM上面的，可是nand啟動時，前面的4K代碼卻在SRAM中運行了。

　　這會有什麽問題？我們知道編寫好的代碼的地址在鏈接時就已經安排好了。例如2440鏈接文件指定鏈接地址是0x30008000，那麽所有代碼地址就是從0x30008000開始的。而在啟動時，代碼卻是在0x0開始運行的，如果不進行特殊處理，肯定會有問題，比如我們調用一個函數，而這個函數地址是在SDRAM上的（鏈接時已經確定），並且這時代碼還沒復制到SDRAM上，也就是說代碼還在nand或者在4K的SRAM裏面，在SDRAM是找不到要調用的函數的，那樣就會無法執行這個函數。

　　如果在還在nand裏面肯定是沒辦法了，這個代碼是無法運行的必須廢棄，如果在4K的SRAM就有辦法了。於是就出現了位置無關指令：

　　　　位置無關/相關指令：

　　　　　　B BL ADR MOV ADD等，這些指令都是位置無關指令

　　　　　　LDR STR等指令是位置有關指令

位置無關什麽意思呢？

　　既然這個時候SDRAM還沒有代碼，那就不去那裏找了嘛，我們去別的地方找。別的地方是哪裏呢？這個時候代碼是運行在SRAM上的，處理器的PC寄存器也是指向這個地方的，有4K代碼也是在這個地方的。那我就不用鏈接指定的地址來尋找想要的代碼，我設計一些是與PC寄存器指向的位置有聯系的尋址指令來尋址，這樣PC寄存器指向哪裏，我就在哪裏找我想要的代碼，而不是去鏈接指定的地址去找。

　　位置無關指令就是這樣的指令，他不去鏈接指定位置尋找代碼，而是在PC寄存器指向的位置相對它前後32M的範圍尋找代碼，也就是說只要我想要調用的代碼在PC指向位置前後的32M範圍內，就能找到（這是硬件完成的，我們知道位置無關指令就是這個意思就行）。當然，我們的SRAM只有4K，所以尋找的範圍肯定就只能在這4K裏面才行了，超過了也是找不到的。所以要求我們的重定位代碼必須在這4K裏面，必要的硬件初始化代碼，內存初始化代碼，nand初始化代碼等等，必須在4K以內完成，否則就會出問題。所以位置無關指令的尋址是基於當前PC寄存器位置來尋址的。

下面根據uboot的代碼進行講解

1.內存控制器初始化代碼

_TEXT_BASE:

.word TEXT_BASE /*根據鏈接地址得知這是0x30000000*/

.globl lowlevel_init /*定義lowlevel_init為全局函數*/

lowlevel_init:

ldr r0, =SMRDATA /*鏈接後，SMRDATA是在SDRAM上某個位置的，但是這時候SDRAM還沒任何代碼，代碼現在還在SRAM上，也就說ldr指令是位置相關指令*/

ldr r1, _TEXT_BASE /*0x30000000*/

sub r0, r0, r1 /* SMRDATA減 _TEXT_BASE就是13個寄存器在SRAM上的地址 */

ldr r1, =BWSCON /* R1指向內存控制器的寄存器地址上 */

add r2, r0, #13*4 /*有13個寄存器，每個32位寬度*/

0:

ldr r3, [r0], #4 /*將13個寄存器的值逐一賦值給對應的寄存器*/

str r3, [r1], #4

cmp r2, r0

bne 0b

/* everything is fine now */

mov pc, lr

.ltorg

/* the literal pools origin */

SMRDATA: /* 下面是13個寄存器的值 */

.word … …

.word … …

… …

2.nor啟動的重定位代碼

　　adr r0, _start /*adr是位置無關指令，因為nor啟動，這時第一條指令被映射到nor上的0x0位置，所以R0=0x0，如果是RAM啟動，那_start就是存在0x30000000了 */

ldr r1, _TEXT_BASE /* 位置相關指令，R1=0x30000000 */

/* 判斷U-Boot是否是下載到RAM中運行，若是，則不用 再復制到RAM中了，這種情況通常在調試U-Boot時才發生 */

cmp r0, r1 /*_start等於_TEXT_BASE說明是下載到RAM中運行 */

beq stack_setup

/* 以下直到nand_boot標號前都是NOR Flash啟動的代碼 */

ldr r2, _armboot_start /*這裏其實就是_start的地址*/

ldr r3, _bss_start

sub r2, r3, r2 /* 得到代碼大小 */

add r2, r0, r2 /* 得到代碼結束地址 */

/* 搬運U-Boot自身到RAM中*/

copy_loop:

ldmia r0!, {r3-r10} /* 從地址為[r0]的NOR Flash中讀入8個字的數據 */

stmia r1!, {r3-r10} /* 將r3至r10寄存器的數據復制給地址為[r1]的內存 */

cmp r0, r2 /* until source end addreee [r2] */

ble copy_loop

b stack_setup /* 跳過NAND Flash啟動的代碼 */

以上就是位置無關代碼的解析了，uboot在運行第二階段之前，絕大部分的指令都是位置無關指令，這樣才能保證代碼能夠運行。

uboot之位置無關代碼解析