MIPS架构之start.s汇编分析

一、mips架构通用寄存器命名

二、mips汇编指令操作

1、指令集

2、实例：

#example 
.data 
array1: .space 12         #  declare 12 bytes of storage        
                           # to hold array of 3 integers  
.text 
__start:  
la  $t0, array1              #  load base address of array       
                              # into register 
$t0  li  $t1, 5              #  $t1 = 5   ("load immediate")
sw  $t1, ($t0)              #  first array element set to 5
                            # indirect addressing  
li  $t1, 13                #   $t1 = 13 
sw  $t1, 4($t0)           # second array element set to 13  
li $t1, -7                 #   $t1 = -7  
sw  $t1, 8($t0)            # third array element set to -7

start.s汇编分析

    mtc0 zero, CP0_WATCHLO
    mtc0 zero, CP0_WATCHHI                清除硬件数据断点，防止产生调试断点，导致程序停止。
                                      芯片在复位后，某些寄存器的内容也许是你想要的结果，但是谁知道呢，为了保证准确无误，最好还是重新进行手动初始化
    mfc0 k0, CP0_STATUS
    li  k1, ~ST0_IE
    and k0, k1
    mtc0 k0, CP0_STATUS                    禁止全局中断

    mtc0 zero, CP0_CAUSE                  初始化异常寄存器，清除异常原因指示
    mtc0 zero, CP0_COUNT
    mtc0 zero, CP0_COMPARE
                                  初始化时钟寄存器，防止产生计数器中断
    li t0, CONF_CM_UNCACHED
    mtc0 t0, CP0_CONFIG
                                 设置kseg0区不经过cache。cache需要先初始化才能使用。
    bal 1f
    nop
    .word _gp
1:
    lw gp, 0(ra)
                                  bal分支调用，ra返回地址指向下下一条指令，即.word _gp
                                 把.word _gp的存储位置载入gp寄存器，即设置GOT表的起始位置
    la t9, lowlevel_init
    jalr t9
    nop
                               根据CPU rate初始化外部时钟、内存。
                                 lowlevel_init函数定义见lowlevel_init.S
    la t9, mips_cache_reset
    jalr t9
     nop
                                初始化高速缓存cache。
                                 mips_cache_reset函数定义见cache.S
    li t0, CONF_CM_CACHABLE_NONCOHERENT
    mtc0 t0, CP0_CONFIG
                              设置kseg0区经过cache
    li a0, CFG_INIT_SP_OFFSET
    la t9, mips_cache_lock
    jalr t9
    nop
    li t0, CFG_SDRAM_BASE + 
    CFG_INIT_SP_OFFSET
    la sp, 0(t0)
                           C语言程序(接下来的函数board_init_f)调用需要栈，而ram还没有初始化不能使用，所以用CACHE_LOCK_SIZE大小的L1 Dcache锁定作为临时栈使用
                          以sp开始，CACHE_LOCK_SIZE大小的堆栈，使用
                          D-cache临时替代
    la t9, board_init_f   初始化
    j t9
    nop
                      
    board_init_f函数定义见board
relocate_code:                 对应board.c里的relocate_code (addr_sp, id, addr)，此时a0=addr_sp，a1=id，a3=addr。
    move sp, a0                设置新的sp = addr_sp
    li t0, CFG_MONITOR_BASE      board/xxx/config.mk #define CFG_MONITOR_BASE TEXT_BASE  board/xxx/config.mk #define CFG_MONITOR_BASE TEXT_BASE

    la t3, in_ram                  t0 = uboot程序在flash的超始地址，t1 =  准备把uboot程序移到ram中的起始地址
    lw t2, -12(t3)                t2 = uboot程序的结束地址        
    move t1, a2
                           
    move t6, gp
    sub gp, CFG_MONITOR_BASE     计算旧的gp与相对于TEXT_BASE的偏移   
    add gp, a2                    计算新的gp在移动目的地内存中的地址
    sub t6, gp, t6                t6 = 新gp(内存中)与旧gp(flash中)的地址偏移量，这个值也是整个uboot从flash移到内存的偏移量。等同于(Destination Address - CFG_MONITOR_BASE)
1:
    lw t3, 0(t0)
    sw t3, 0(t1)
    addu t0, 4
    ble t0, t2, 1b
    addu t1, 4
                                按字拷贝，把uboot bin的内容从源地址(flash)拷贝到目的地址(内存)，拷贝的长度是从uboot开始到uboot_end_data为止，uboot_end_data后面是bss段，详见uboot.lds
    addi t0, a2, in_ram - _start
    j t0
    nop
                               计算in_ram在内存中的新地址保存到t0，然后跳转到内存中运行in_ram。从此开始，uboot的代码将在ram中运行了
    .gpword_GLOBAL_OFFSET_TABLE
    .word uboot_end_data
    .word uboot_end
    .word num_got_entries
in_ram:
    t3 = num_got_entries，t4 = 新的GOT[2]
    li t2, 2
1:
    lw t1, 0(t4)
    beqz t1, 2f
    add t1, t6
    sw t1, 0(t4)
2:
    addi t2, 1
    blt t2, t3, 1b
    addi t4, 4
                    这里是一个循环，从GOT[2]开始，判断如果GOT表项有内容，则把内容从旧的GOT表拷贝到新的GOT表里。为什么要做拷贝呢？上面的程序已经把uboot整个程序从
                    flash拷贝到了ram里，注意，只是内容拷贝，GOT里的地址还是老地址，所以要做重定位(如果是静态编译且属于模块内相对偏移，就不需要这个步骤了)。手工重定位
                    的方法就是把旧GOT里的内容读取，然后加上偏移(uboot在flash与ram的偏移)赋值给新GOT里的对应表项
                   程序构建过程(编译和生成程序时的链接)为每个链接单元(构成动态链接程序的二进制文件，如.o、.a、.so)至少定义一个GOT，每个函数都可以找到自己的GOT，因为
                   GOT的位置离链接单元的入口点的偏移量是固定已知的。链接单元作为一个整体载入内存，所以GOT的内部偏移量与编译时是一样的。
                   u-boot在编译时使用-fpic，会生成一个.got段来存储绝对地址符号。
    lw t1, -12(t0)
    lw t2, -8(t0)
    add t1, t6
    add t2, t6
    sub t1, 4
1:
    addi t1, 4
    bltl t1, t2, 1b
    sw zero, 0(t1)
    t1 = uboot_end_data，      t2 = uboot_end
                                 进行BSS段的清零，此时还没有操作系统，动态链接器，加载器等这些东东都还没有，所以要手动执行清零
    move a0, a1
    la t9, board_init_r
    j t9
    move a1, a2
                        跳转到ram中的board_init_r执行，根据MIPS ABI规范，a0、a1分别是board_init_r的第一个、第二个参数，即board_init_r (gd_t *id, ulong dest_addr)中id = a0，
                        dest_addr = a2t0 = uboot程序在flash的超始地址，t1 =  准备把uboot程序移到ram中的起始地址
    lw t2, -12(t3)                t2 = uboot程序的结束地址        
    move t1, a2
                           
    move t6, gp
    sub gp, CFG_MONITOR_BASE     计算旧的gp与相对于TEXT_BASE的偏移   
    add gp, a2                    计算新的gp在移动目的地内存中的地址
    sub t6, gp, t6                t6 = 新gp(内存中)与旧gp(flash中)的地址偏移量，这个值也是整个uboot从flash移到内存的偏移量。等同于(Destination Address - CFG_MONITOR_BASE)
1:
    lw t3, 0(t0)
    sw t3, 0(t1)
    addu t0, 4
    ble t0, t2, 1b
    addu t1, 4
                                按字拷贝，把uboot bin的内容从源地址(flash)拷贝到目的地址(内存)，拷贝的长度是从uboot开始到uboot_end_data为止，uboot_end_data后面是bss段，详见uboot.lds
    addi t0, a2, in_ram - _start
    j t0
    nop
                               计算in_ram在内存中的新地址保存到t0，然后跳转到内存中运行in_ram。从此开始，uboot的代码将在ram中运行了
    .gpword_GLOBAL_OFFSET_TABLE
    .word uboot_end_data
    .word uboot_end
    .word num_got_entries
in_ram:
    t3 = num_got_entries，t4 = 新的GOT[2]
    li t2, 2
1:
    lw t1, 0(t4)
    beqz t1, 2f
    add t1, t6
    sw t1, 0(t4)
2:
    addi t2, 1
    blt t2, t3, 1b
    addi t4, 4
                    这里是一个循环，从GOT[2]开始，判断如果GOT表项有内容，则把内容从旧的GOT表拷贝到新的GOT表里。为什么要做拷贝呢？上面的程序已经把uboot整个程序从
                    flash拷贝到了ram里，注意，只是内容拷贝，GOT里的地址还是老地址，所以要做重定位(如果是静态编译且属于模块内相对偏移，就不需要这个步骤了)。手工重定位
                    的方法就是把旧GOT里的内容读取，然后加上偏移(uboot在flash与ram的偏移)赋值给新GOT里的对应表项
                   程序构建过程(编译和生成程序时的链接)为每个链接单元(构成动态链接程序的二进制文件，如.o、.a、.so)至少定义一个GOT，每个函数都可以找到自己的GOT，因为
                   GOT的位置离链接单元的入口点的偏移量是固定已知的。链接单元作为一个整体载入内存，所以GOT的内部偏移量与编译时是一样的。
                   u-boot在编译时使用-fpic，会生成一个.got段来存储绝对地址符号。
    lw t1, -12(t0)
    lw t2, -8(t0)
    add t1, t6
    add t2, t6
    sub t1, 4
1:
    addi t1, 4
    bltl t1, t2, 1b
    sw zero, 0(t1)
    t1 = uboot_end_data，      t2 = uboot_end
                                 进行BSS段的清零，此时还没有操作系统，动态链接器，加载器等这些东东都还没有，所以要手动执行清零
    move a0, a1
    la t9, board_init_r
    j t9
    move a1, a2
                        跳转到ram中的board_init_r执行，根据MIPS ABI规范，a0、a1分别是board_init_r的第一个、第二个参数，即board_init_r (gd_t *id, ulong dest_addr)中id = a0，
                        dest_addr = a2

最后

以上就是踏实芝麻为你收集整理的MIPS架构之start.s汇编分析的全部内容，希望文章能够帮你解决MIPS架构之start.s汇编分析所遇到的程序开发问题。

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