Uboot start.S：程序状态寄存器操作与FPGA HDLC设计详解

本篇文章主要探讨了在基于FPGA的硬件描述语言（HDL）设计中，程序状态寄存器访问指令——MRS指令的具体应用，以及在Uboot启动过程中start.S源码的详细解析。Uboot是一款流行的嵌入式操作系统内核启动加载程序，start.S是其关键的初始化脚本，负责引导和设置CPU的工作状态。 首先，文章介绍了MRS指令，这是一种用于将程序状态寄存器（如CPSR或SPSR）的内容传输到通用寄存器中的指令，通常用于存储当前处理器的状态以便后续处理或保存。在Uboot的start.S中，这部分指令用于设置CPU的工作模式（如SVC模式），关闭看门狗以防止无响应，禁用中断以确保初始化过程的控制，以及设置堆栈指针，确保内存管理和异常处理的正确性。 其次，文章深入解析了start.S中的关键部分，如如何设置CPU为SVC模式，因为SVC模式提供了足够的权限执行系统初始化任务；关闭看门狗是为了防止在系统未完全启动时进入无限循环，等待用户输入；此外，解释了为什么在ARM7架构中，程序计数器（PC）的值会更新为PC+8，这与指令执行和程序流程控制有关。 接下来，文章讨论了ARM寄存器的别名和地址空间布局，以及C语言和汇编语言对堆栈使用的不同需求。C语言需要堆栈来保存函数调用的上下文，包括返回地址和局部变量，而汇编语言通过手动管理这些操作来优化性能。此外，还提到了汇编语言中使用adr伪指令的原因，以及mov指令操作数的取值范围问题。 最后，文章提供了一些汇编学习的基础知识总结，比如汇编中的标号、跳转指令与C语言中的对应关系，以及.globl关键字在两者中的作用。这些知识点有助于理解汇编语言的结构和编程实践。 本文围绕Uboot start.S源码中的程序状态寄存器访问指令，详细剖析了嵌入式系统初始化过程中的核心步骤和技术细节，对于理解和编写类似环境下基于FPGA的HDL设计具有重要意义。