Uboot 到底如何启动内核

1.uboot启动内核的代码缩减如下：

Uboot 1.16/lib_arm/board.c中start_armboot()函数调用/common/main.c中main_loop()函数，在main_loop()中有uboot启动内核的代码：

s = getenv ("bootcmd");
debug ("### main_loop: bootcmd="%s"n", s ? s :"");
if (bootdelay >= 0 && s && !abortboot (bootdelay))
{
                run_command(s, 0);
}

2.假设bootcmd = nandread.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0

<1> nandread.jffs2 0x30007FC0 kernel

从nand读出内核：

从哪里读？  ： kernel分区

读到哪里去？：0x30007FC0

何为分区？

简单的说就是将nand划分为几个区域，一般如下：

bootloader->params->kernel->root

这些分区划分在/include/configs/100ask24x0.h中写死的：

#define MTDPARTS_DEFAULT"mtdparts=nandflash0:256k@0(bootloader),"
           "128k(params),"
           "2m(kernel),"
           "-(root)"

进入uboot执行mtd ,可以查看已有分区:

#       name                    大小               在nand上的起始地址         

0       bootloader        0x00040000               0x00000000

1       params             0x00020000               0x00040000               

2       kernel               0x00200000               0x00060000

3       root                 0xfda00000               0x00260000

上面的nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel等价于：

nand read.jffs20x30007FC0 0x00060000 0x00200000

注：read.jffs2并不是指定特定的格式， 仅表示不需要块/页对齐,所以kernel的分区大小可以随意定。

<2> bootm0x30007FC0

关键函数do_bootm()

flash上存的内核：uImage

uImage = 头部+真正的内核

头部的定义如下：

typedef struct image_header {
        uint32_t       ih_magic;      

        uint32_t       ih_hcrc;        

        uint32_t       ih_time;      

        uint32_t       ih_size;      

        uint32_t       ih_load;      

        uint32_t       ih_ep;            

        uint32_t       ih_dcrc;      

        uint8_t               ih_os;         

        uint8_t               ih_arch;     

        uint8_t               ih_type;   

        uint8_t               ih_comp;   

        uint8_t              ih_name[IH_NMLEN];      

} image_header_t;

我们需要关心：

       uint32_t       ih_load;            

        uint32_t       ih_ep;               

ih_load是加载地址，即内核运行是应该位于的地方   

ih_ep是入口地址，即内核的入口地址

这与uboot类似，uboot的加载地址是TEXT_BASE = 0x33F80000；入口地址是start.S中的_start。

从nand读出来的内核可以放在ram中的任意地方，如0x31000000，0x32000000等等，只要它不破坏uboot所占用的内存空间就可以

既然设定好了加载地址和入口地址, 为什么内核还能随意放？

因为uImage有一个头部！头部里有加载地址和入口地址，当我们用bootm xxx时，

do_bootm先去读uImage的头部以获取该uImage的加载地址和入口地址，当发现该uImage目前所处的内存地址不等于它的加载地址时，会将uImage移动到它的加载地址上，代码中体现如下：

uboot 1.16/common/cmd_bootm.c中的bootm_load_os()函数

case IH_COMP_NONE:：
if (load != image_start)
{
                memmove_wd((void *)load, (void *)image_start, image_len, CHUNKSZ);
}

另外，当内核正好处于头部指定的加载地址，便不用uboot的do_bootm函数来帮我们搬运内核了，可以缩短启动时间。这就是为什么我们一般都下载uImage到0x30007FC0的原因。

内核加载地址是0x30008000，而头部的大小64个字节，将内核拷贝到0x30007FC0，加上头部的64个字节，内核正好位于0x30008000处。

总结bootm做了什么：

1. 读取头部

2. 将内核移动到加载地址

3. 启动内核

具体如何启动内核？

使用在/lib_arm/bootm.c定义的do_bootm_linux()，我们已经知道入口地址，只需跳到入口地址就可以启动linux内核了，在这之前需要做一件事———— uboot传递参数(启动参数)给内核。

启动代码在do_bootm_linux()函数：

void (*theKernel)(int zero, int arch,uint params);  //定义函数指针theKernel

       theKernel = (void (*)(int, int, uint))images->ep;    //先是将入口地址赋值给theKernel

       theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params); //然后是调用thekernel，以0，bd->bi_arch_number，bd->bi_boot_params为参数

下面分析这三个参数：

1.  0—相当于mov ，ro #0

2.bd->bi_arch_number ：uboot机器码，这个在/board/100ask24x0.c设置: gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440，MACH_TYPE_S3C2440在/arch/arm/asm/mach-types.h定义：362, 内核机器码和uboot机器码必须一致才能启动内核

2. bd->bi_boot_parmas--- 启动参数地址

也是在在/board/100ask24x0.c设置: gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100;

启动参数(tag)在哪里设置？

在lib_arm/armlinux.c设置：

setup_start_tag (bd);
setup_revision_tag (parmas);
setup_memory_tags (bd);
setup_commandline_tag (bd, commandline);
setup_initrd_tag (bd, images->rd_start, images->rd_end);
setup_videolfb_tag ((gd_t *) gd);
setup_end_tag (bd);

每一个启动参数对应一个tag结构体，所谓的设置传递参数其实就是初始化这些tag的值，想了解这个结构体以及这些tag的值是如何设置的请看嵌入式Linux应用开发完全手册关于uboot章节

我们来看setup_start_tag(bd)函数：

static void setup_start_tag (bd_t *bd)
{
        params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;  
        params->hdr.tag = ATAG_CORE;
        params->hdr.size = tag_size(tag_core);
        params->u.core.flags = 0;
        params->u.core.pagesize = 0;
        params->u.core.rootdev = 0;
        params = tag_next (params);
}

再看setup_commandline_tag (bd , commandline)：

static void setup_commandline_tag (bd_t *bd, char*commandline)
{
// commandline就是我们的bootargs
        char *p;
        if (!commandline)
                return;
        for (p = commandline; *p == ' '; p++);
        if (*p == '')
                return;
        params->hdr.tag = ATAG_CMDLINE;
        params->hdr.size =
                (sizeof(struct tag_header) + strlen (p) + 1 + 4) >> 2;
        strcpy (params->u.cmdline.cmdline, p);
        params = tag_next (params);
}

内核启动时会读取这些tag(参数)并跳转启动。

更多uboot启动内核的细节请观看毕业班视频自己写uboot。

谢谢分享  谢谢分享

韦老师又发帖子了啊

进来学习一下下了，

韦老师的都是精品

强烈的进来支持一下啊

下一步就开始韦老师的教程

再次感谢了，好资料

lee_st 发表于 2017-8-3 11:07
再次感谢了，好资料

总工，憋客气

我可不是什么总工啊

都是发些水贴，玩的

韦老师可是大神啊

linux玩的那么棒棒的

一定要多抽时间像你学习的

希望韦老师多多指教啊

感謝,努力學習中.....

学习

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