uboot是如何启动内核的

   

1.uboot启动内核的代码缩减如下:

s = getenv (“bootcmd”);

debug (“### main_loop: bootcmd=\”%s\”\n”, s ? s : “<UNDEFINED>”);

if (bootdelay >= 0 && s && !abortboot (bootdelay))

{

run_command (s, 0);

}

 

2.假设bootcmd = nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0

<1> nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel

nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel;

从nand读出内核:从哪里读?   从kernel分区

放到哪里去?-0x30007FC0

 

下面讲解什么是分区:

就是将nand划分为几个区域,一般如下:

bootloader-》params-》kernel-》root

 

这些分区的划分是在/include/configs/mini2440.h中写死的:

#define MTDPARTS_DEFAULT “mtdparts=nandflash0:250k@0(bootloader),” \

“128k(params),” \

“5m(kernel),” \

“-(root)”

注:@0表示从0地址开始,250k的bootloader分区可能对某些uboot不够用,这里只是举例而已。

将上面的信息换算成十六进制:

#    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

 

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

nand read.jffs2 0x30007FC0 0x00060000 0x00200000

注:这里的read.jffs2并不是指定要什么特定的格式,而是用read.jffs2不需要块/页对齐,所以这个kernel的分区大小可以

随意定。

 

<2> bootm 0x30007FC0

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;    /* Image Header Magic Number    */

uint32_t    ih_hcrc;    /* Image Header CRC Checksum    */

uint32_t    ih_time;    /* Image Creation Timestamp    */

uint32_t    ih_size;    /* Image Data Size        */

uint32_t    ih_load;    /* Data     Load  Address        */

uint32_t    ih_ep;        /* Entry Point Address        */

uint32_t    ih_dcrc;    /* Image Data CRC Checksum    */

uint8_t        ih_os;        /* Operating System        */

uint8_t        ih_arch;    /* CPU architecture        */

uint8_t        ih_type;    /* Image Type            */

uint8_t        ih_comp;    /* Compression Type        */

uint8_t        ih_name[IH_NMLEN];    /* Image Name        */

} image_header_t;

我们需要关心的是:

uint32_t    ih_load;    /* Data     Load  Address        */

uint32_t    ih_ep;        /* Entry Point Address        */

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

 

其实我们把内核中nand读出来的时候是可以放在内核的任何地方的,如0x31000000,0x32000000等等,只要它不破坏uboot所占用的内存空间就可以了,如下图:

从0x33F4DF74-0x30000000都是可以用的。

 

那么为什么既然设定好了加载地址和入口地址内核还能随意放呢?

那是因为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的时候,

do_bootm这个函数会先去读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,该函数会将该uImage移动到它的加载地址上,在代码中体现如下:

case IH_COMP_NONE::

if (load != image_start)

{

memmove_wd ((void *)load, (void *)image_start, image_len, CHUNKSZ);

}

另外,当我们的内核正好处于头部指定的加载地址的话,那么就不用uboot的do_bootm函数来帮我们搬运内核了,这样可以节省启动时间。这就是为什么我们一般都下载uImage到

0x30007FC0的原因了!

 

我们所用的内核加载地址是0x30008000,而头部的大小为64个字节,所以将内核拷贝到0x30007FC0时,再加载头部的64个字节,内核正好位于0x30008000处!

 

 

现在总结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do_bootm_linux(),在/lib_arm/bootm.c定义,因为我们已经知道入口地址了,所以只需跳到入口地址就可以启动linux内核了,但是在这之前需要做一件事————uboot传递参数给内核!!

现在来分析do_bootm_linux()这个函数:

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

theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);//然后是调用thekernel

函数,以0,machid,bd->bi_boot_params作为参数

下面分析这三个参数:

1.machid就是uboot里设置好的板子的机器码,mini2440的是MACH_TYPE_MINI2440 (1999),内核所设置的机器码和uboot所设置的机器码必须一致才能启动内核

2.bd->bi_boot_parmas就是uboot需传递给内核的启动参数所位于的地址

3.0暂时还不知道什么作用/**********************************************/

 

那么uboot传给内核的启动参数是在哪里设置的呢?

其实就是在调用    theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);前面的一小段代码里设置的,下面我截取了部分片段:

setup_start_tag (bd);

setup_revision_tag (&params);

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韦东山的书关于uboot移植章节!

下面我们看一下setup_start_tag(bd)这个函数先:

static void setup_start_tag (bd_t *bd)

{

params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;

//在board.c中有一句gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100,这里设置了参数存放的位置

 

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);

}

我们再来看下setup_commandline_tag (bd, commandline);这个函数:

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 == ‘\0’)

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);

}

Linux内核启动时就会去读取这些tag参数

 

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