Uboot34之bootm函数

xiaoxiao2021-02-28  67

1.uboot是一个裸机程序

1)uboot的本质就是一个复杂点的裸机程序。和我们在ARM裸机全集中学习的每一个裸机程序并没有本质区别。

2)ARM裸机第十六部分写了个简单的shell,这东西其实就是个mini型的uboot。

2.内核本身也是一个"裸机程序"

1)操作系统内核本身就是一个裸机程序,和uboot、和其他裸机程序并没有本质区别。

2)区别就是操作系统运行起来后在软件上分为内核层和应用层,分层后两层的权限不同,内存访问和设备操作的管理上更加精细(内核可以随便访问各种硬件,而应用程序只能被限制的访问硬件和内存地址)。

直观来看:uboot的镜像是u-boot.bin,linux系统的镜像是zImage,这两个东西其实都是两个裸机程序镜像。从系统的启动角度来讲,内核其实就是一个大的复杂点裸机程序。

3.部署在SD卡中特定分区内

1)一个完整的软件+硬件的嵌入式系统,静止时(未上电时)bootloader、kernel、rootfs等必须的软件都以镜像的形式存储在启动介质中(X210中是iNand/SD卡);运行时都是在DDR内存中运行的,与存储介质无关。上面2个状态都是稳定状态,第3个状态是动态过程,即从静止态到运行态的过程,也就是启动过程。

2)动态启动过程就是一个从SD卡逐步搬移到DDR内存,并且运行启动代码进行相关的硬件初始化和软件架构的建立,最终达到运行时稳定状态。

3)静止时u-boot.bin zImage rootfs都在SD卡中,他们不可能随意存在SD卡的任意位置,因此需要对SD卡进行一个分区,然后将各种镜像各自存在各自的分区中,这样在启动过程中uboot、内核等就知道到哪里去找谁。(uboot和kernel中的分区表必须一致,同时和SD卡的实际使用的分区要一致)

4.运行时必须先加载到DDR中链接地址处

1)uboot在第一阶段中进行重定位时将第二阶段(整个uboot镜像)加载到DDR的0xc3e00000地址处,这个地址就是uboot的链接地址。

2)内核也有类似要求,uboot启动内核时将内存从SD卡读取放到DDR中(其实就是个重定位的过程),不能随意放置,必须放在内核的链接地址处,否则启动不起来。譬如我们使用的内核链接地址是0x30008000。

5.内核启动需要必要的启动参数

1)uboot是无条件启动的,从零开始启动的。

2)内核是不能开机自动完全从零开始启动的,内核启动要别人帮忙。uboot要帮助内核实现重定位(从SD卡到DDR),uboot还要给内核提供启动参数。

3)uboot要启动内核,分为2个步骤:第一步是将内核镜像从启动介质中加载到DDR中,第二步是去DDR中启动内核镜像。(内核代码根本就没考虑重定位,因为内核知道会有uboot之类的把自己加载到DDR中链接地址处的,所以内核直接就是从链接地址处开始运行的)

6.静态内核镜像在哪里?

1)SD卡/iNand/Nand/NorFlash等:raw分区

常规启动时各种镜像都在SD卡中,因此uboot只需要从SD卡的kernel分区去读取内核镜像到DDR中即可。读取要使用uboot的命令来读取(譬如X210的iNand版本是movi命令,X210的Nand版本就是Nand命令)

2)这种启动方式来加载ddr,使用命令:movi read kernel 30008000。其中kernel指的是uboot中的kernel分区(就是uboot中规定的SD卡中的一个区域范围,这个区域范围被设计来存放kernel镜像,就是所谓的kernel分区)

3)tftp、nfs等网络下载方式从远端服务器获取镜像

uboot还支持远程启动,也就是内核镜像不烧录到开发板的SD卡中,而是放在主机的服务器中,然后需要启动时uboot通过网络从服务器中下载镜像到开发板的DDR中。

分析总结:最终结果要的是内核镜像到DDR中特定地址即可,不管内核镜像是怎么到DDR中的。以上2种方式各有优劣。产品出厂时会设置为从SD卡中启动(客户不会还要搭建tftp服务器才能用•••);tftp下载远程启动这种方式一般用来开发。

7.镜像要放在DDR的什么地址?

内核一定要放在链接地址处,链接地址去内核源代码的链接脚本或者Makefile中去查找。X210中是0x30008000。

/*******************************************************************/

/* bootm - boot application image from image in memory */

/*******************************************************************/

8.bootm命令对应do_bootm函数

1)命令名前加do_即可构成这个命令对应的函数,因此当我们bootm命令执行时,uboot实际执行的函数叫do_bootm函数,在cmd_bootm.c。

2)do_bootm刚开始定义了一些变量,然后用宏来条件编译执行了secureboot的一些代码(主要进行签名认证),先不管他;然后进行了一些一些细节部分操作,也不管他。然后到了CONFIG_ZIMAGE_BOOT,用这个宏来控制进行条件编译一段代码,这段代码是用来支持zImage格式的内核启动的。

00135: int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])00136: {00137:     image_header_t *hdr;00138:         ulong addr;00139:         ulong iflag;00140:     const char *type_name;00141:     uint unc_len = CFG_BOOTM_LEN;00142:     uint8_t comp, type, os;00143:00144:     void *os_hdr;00145:     ulong os_data, os_len;00146:     ulong image_start, image_end;00147:     ulong load_start, load_end;00148:     ulong mem_start;00149:     phys_size_t mem_size;00150:00151:     struct lmb lmb;00182:00183:     memset ((void *)&images, 0, sizeof (images));00184:     images.verify = getenv_yesno ("verify");

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

00123:static bootm_headers_t images;

00194: typedef struct bootm_headers {00195: /*00196: * Legacy os image header, if it is a multi component imagethen boot_get_ramdisk() and get_fdt() will attempt to get00198: * data from second and third component accordingly.*/00200:         image_header_t *legacy_hdr_os; /* 指向镜像头的指针 */  00200:     /* image header pointer */00201:     image_header_t legacy_hdr_os_copy; /* header copy *//* 镜像头的备份 */ 00202:     ulong legacy_hdr_valid;  /* 镜像头存在标记 */ 00221:00222:     int verify; /* getenv("verify")[0] != 'n' */00223:     struct lmb *lmb; /* for memory mgmt *//* 逻辑内存块 */  00224: } ? end bootm_headers ? bootm_headers_t;

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/*为是否对镜像头做校验做准备,读取uboot的环境变量verify如果环境变量verify等于'n',则局部变量verify赋值成为0;如果环境变量verify为空(即没有定义环境变量verify)或者环境变量verify不等于'n',则局部变量verify赋值成为100185:     images.lmb = &lmb;00186:00187:         lmb_init(&lmb);00188:00189:     mem_start = getenv_bootm_low();00190:     mem_size = getenv_bootm_size();00191:00192:     lmb_add(&lmb, (phys_addr_t)mem_start, mem_size);00193:00194:     board_lmb_reserve(&lmb);00195:00196:     #ifdef CONFIG_ZIMAGE_BOOT

9.vmlinuz和zImage和uImage

1)uboot经过编译直接生成的elf格式的可执行程序是u-boot,这个程序类似于windows下的exe格式,在操作系统下是可以直接执行的。但是这种格式不能用来烧录下载。我们用来烧录下载的是u-boot.bin,这个东西是由u-boot使用arm-linux-objcopy工具进行加工(主要目的是去掉一些无用的)得到的。这个u-boot.bin就叫镜像(image),镜像就是用来烧录到iNand中执行的。

2)linux内核经过编译后也会生成一个elf格式的可执行程序,叫vmlinux或vmlinuz,这个就是原始的未经任何处理加工的原版内核elf文件;嵌入式系统部署时烧录的一般不是这个vmlinuz/vmlinux,而是要用objcopy工具去制作成烧录镜像格式(就是u-boot.bin这种,但是内核没有.bin后缀),经过制作加工成烧录镜像的文件就叫Image(制作把78M大的精简成了7.5M,因此这个制作烧录镜像主要目的就是缩减大小,节省磁盘)。

3)原则上Image就可以直接被烧录到Flash上进行启动执行(类似于u-boot.bin),但是实际上并不是这么简单。实际上linux的作者们觉得Image还是太大了所以对Image进行了压缩,并且在image压缩后的文件的前端附加了一部分解压缩代码。构成了一个压缩格式的镜像就叫zImage。(因为当年Image大小刚好比一张软盘(软盘有2种,1.2M的和1.44MB两种)大,为了节省1张软盘的钱于是乎设计了这种压缩Image成zImage的技术)。

4)uboot为了启动linux内核,还发明了一种内核格式叫uImage。uImage是由zImage加工得到的,uboot中有一个工具,可以将zImage加工生成uImage。注意:uImage不关linux内核的事,linux内核只管生成zImage即可,然后uboot中的mkimage工具再去由zImage加工生成uImage来给uboot启动。这个加工过程其实就是在zImage前面加上64字节的uImage的头信息即可。

5)原则上uboot启动时应该给他uImage格式的内核镜像,但是实际上uboot中也可以支持zImage,是否支持就看x210_sd.h中是否定义了LINUX_ZIMAGE_MAGIC这个宏。所以大家可以看出:有些uboot是支持zImage启动的,有些则不支持。但是所有的uboot肯定都支持uImage启动。

10.编译内核得到uImage去启动

如果直接在kernel底下去make uImage会提供mkimage command not found。解决方案是去uboot/tools下cp mkimage /usr/local/bin/,复制mkimage工具到系统目录下。再去make uImage即可。

11. zImage启动细节

do_bootm函数中一直到397行的after_header_check这个符号处,都是在进行镜像的头部信息校验。校验时就要根据不同种类的image类型进行不同的校验。所以do_bootm函数的核心就是去分辨传进来的image到底是什么类型,然后按照这种类型的头信息格式去校验。校验通过则进入下一步准备启动内核;如果校验失败则认为镜像有问题,所以不能启动。

00197:     #define LINUX_ZIMAGE_MAGIC 0x016f2818

12.LINUX_ZIMAGE_MAGIC

1)这个是一个定义的魔数,这个数等于0x016f2818,表示这个镜像是一个zImage。也就是说zImage格式的镜像中在头部的一个固定位置存放了这个数作为格式标记。如果我们拿到了一个image,去他的那个位置去取4字节判断它是否等于LINUX_ZIMAGE_MAGIC,则可以知道这个镜像是不是一个zImage

3)zImage头部开始的第37-40字节处存放着zImage标志魔数,从这个位置取出然后对比LINUX_ZIMAGE_MAGIC。可以用二进制阅读软件来打开zImage查看,就可以证明。很多软件都可以打开二进制文件,如winhexUltraEditor

00198:     /* find out kernel image address */00199:     if (argc < 2) {00200:         addr = load_addr;

2)命令 bootm 0x30008000,所以do_boomargc=2argv[0]=bootm argv[1]=0x30008000。但是实际bootm命令还可以不带参数执行。如果不带参数直接bootm,则会从CFG_LOAD_ADDR地址去执行(定义在x210_sd.h中)。00201:         debug ("* kernel: default image load address = 0xlx\n",load_addr);00203:     } else {00204:         addr = simple_strtoul(argv[1], NULL, 16);00205:         debug ("* kernel: cmdline image address = 0xlx\n",img_addr);00206:     }00207:00208:00209:     if (*(ulong *)(addr + 9*4) == LINUX_ZIMAGE_MAGIC)00209:     {00210:         printf("Boot with zImage\n");00211:         addr = virt_to_phys(addr);00212:         hdr = (image_header_t *)addr;

1)这个数据结构是我们uboot启动内核使用的一个标准启动数据结构,zImage头信息也是一个image_header_t,但是在实际启动之前需要进行一些改造。hdr->ih_os = IH_OS_LINUX;    hdr->ih_ep = ntohl(addr);这两句就是在进行改造。00213:         hdr->ih_os = IH_OS_LINUX;00214:         hdr->ih_ep = ntohl(addr);00215:00216:         memmove (&images.legacy_hdr_os_copy, hdr, sizeof(image_header_t));00217:00218:         /* save pointer to image header */00219:         images.legacy_hdr_os = hdr;00220:00221:         images.legacy_hdr_valid = 1;2)images全局变量是do_bootm函数中使用,用来完成启动过程的。zImage的校验过程其实就是先确认是不是zImage,确认后再修改zImage的头信息到合适,修改后用头信息去初始化images这个全局变量,然后就完成了校验。00223:         goto ¯after_header_check;00224:     }00225:     #endif00226:00227: /* get kernel image header, start address and length */00228:     os_hdr = boot_get_kernel (cmdtp, flag, argc, argv,&images, &os_data, &os_len);

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00562: static void *boot_get_kernel (cmd_tbl_t *cmdtp,int flag, int argc, char *argv[],bootm_headers_t *images, ulong *os_data, ulong*os_len)00564: {00565:     image_header_t *hdr;00566:     ulong img_addr;00577:     /* find out kernel image address */00578:     if (argc < 2) {00579:     img_addr = load_addr;00580:     debug ("* kernel: default image load address = 0xlx\n",load_addr);

//argc < 2即直接输入bootm命令,此时映像存储地址为load_addr; 定义处有ulong load_addr = CFG_LOAD_ADDR; 即初始的映像存储地址,但在u-boot运行期间,load_addr的值会被环境变量所更改。若bootm后面还带了一参数,如bootm 30000,则映像的存储地址为0x30000接下来要从nand中读出kernel image时,就从地址0x3000开始读00592:     } else {00593:             img_addr = simple_strtoul(argv[1], NULL, 16);00594:         debug ("* kernel: cmdline image address = 0xlx\n",img_addr);00595:     }00596:         show_boot_progress (1);00598:00599:     /* copy from dataflash if needed */00600:     img_addr = genimg_get_image (img_addr);// 从存储介质中将image读出,img_addr是前面获得的映像存储地址。这个函数体内被CONFIG_HAS_DATAFLASH 包围,是指kernel存于atmel的数据flash.由于我这里只有nand,所以这个函数相当于空。在运行bootm命令之前,一般使用tftp or nand read.jffs2 kernel image 先读到sdram中,所以此时kernel image 已经在sdram中了

00602: /* check image type, for FIT images get FIT kernel node */00603:     *os_data = *os_len = 0;00604:         switch (genimg_get_format ((void *)img_addr)) {

//判断imgae的格式,通过判断头信息中的幻数来确断格式,格式有三种// IMAGE_FORMAT_LEGACY// IMAGE_FORMAT_FIT   这里不支持,在预定义里就没有定义 CONFIG_FIT这项// IMAGE_FORMAT_INVALID 无效的格式00605:         case IMAGE_FORMAT_LEGACY:00606:         printf ("## Booting kernel from Legacy Image at lx ...\n",img_addr);00608:         hdr = image_get_kernel (img_addr, images->verify);

// 检查头信息,函数内做了以下几件事// image_check_magic 再次检查幻数// image_check_hcrc  头信息校验// image_print_contents (hdr); 打印头信息// image_check_dcrc 数据校验,这里是校验kernel实际的数据// image_check_target_arch 检查运行的cpu架构00609:         if (!hdr)00610:         return NULL;00611:         show_boot_progress (5);00613: /* get os_data and os_len */00614:         switch (image_get_type (hdr)) {00615:             case IH_TYPE_KERNEL:00616:                 *os_data = image_get_data (hdr);00617:                 *os_len = image_get_data_size (hdr);00618:                 break;00619:             case IH_TYPE_MULTI:00620:                 image_multi_getimg (hdr, 0, os_data,os_len);00621:                 break;00622:             default:00623:                 printf ("Wrong Image Type for %s command\n", cmdtp->name);00624:     show_boot_progress (-5);00625:     return NULL;00626:         }// 这里先检查映像的类型,有kernel, ramdisk, multi, firmware, script等,// 根据不同的类型来获得真正的image data(即不包括头信息的imgae)的起始地址(os_data) 和大小(os_len)00628: /*00629: * copy image header to allow for image overwrites dur00629: ing kernel00630: * decompression.00631: */00632:     memmove (&images->legacy_hdr_os_copy, hdr,sizeof(image_header_t));// 再次来看下images

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00123:static bootm_headers_t images;

00194: typedef struct bootm_headers {00195: /*00196: * Legacy os image header, if it is a multi component imagethen boot_get_ramdisk() and get_fdt() will attempt to get00198: * data from second and third component accordingly.*/00200:         image_header_t *legacy_hdr_os; /* 指向镜像头的指针 */  00200:     /* image header pointer */00201:     image_header_t legacy_hdr_os_copy; /* header copy *//* 镜像头的备份 */ 00202:     ulong legacy_hdr_valid;  /* 镜像头存在标记 */ 00221:00222:     int verify; /* getenv("verify")[0] != 'n' */00223:     struct lmb *lmb; /* for memory mgmt *//* 逻辑内存块 */  00224: } ? end bootm_headers ? bootm_headers_t;

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// 可知上面的memmove实际上是将头信息都保存到images legacy_hdr_os_copy成员中00634:     /* save pointer to image header */00635:     images->legacy_hdr_os = hdr;// 保存kernel image头信息的地址00637:     images->legacy_hdr_valid = 1;

// 映像文件是有效的00638:     show_boot_progress (6);00639:         break;

00705: default:00706:     printf ("Wrong Image Format for %s command\n",cmdtp->name);00707:         show_boot_progress (-108);00708:     return NULL;00709:     } ? end switch genimg_get_format((vo... ?00710:00711:     debug (" kernel data at 0xlx, len = 0xlx (%ld)\n",*os_data, *os_len, *os_len);00713:00714:         return (void *)img_addr;

//最后返回映像文件的地址

//小结:从上面的分析可以看出 boot_get_kernel 的作用就是找到kernel image,并通过头信息的检查来判断其是否有效。最后返回kernel image的地址给do_bootm00715: } ? end boot_get_kernel ?

----------------------------------------00230:     if (os_len == 0)

{00231:             puts ("ERROR: can't get kernel image!\n");00232:         return 1;00233:     }00234:00235:     /* get image parameters */00236:     switch (genimg_get_format (os_hdr)) {//boot_get_kernel中做过一次,检查幻数,判断image00237:         case IMAGE_FORMAT_LEGACY://uImage的方式00238:             type = image_get_type (os_hdr); // 映像类型00239:             comp = image_get_comp (os_hdr); // 压缩方式00240:             os = image_get_os (os_hdr); // 操作系统类型00241:

00242:             image_end = image_get_image_end (os_hdr); // 结束地址00243:             load_start = image_get_load (os_hdr); // 头信息中定义的加载地址00244:             break;00278:            default:00279:                 puts ("ERROR: unknown image format type!\n");00280:         return 1;00281:         } ? end switch genimg_get_format(os_... ?00282:00283:     image_start = (ulong)os_hdr; // 映像起始地址,包括头信息00284:     load_end = 0;00285:         type_name = genimg_get_type_name (type); // 映像名00286:00287: /*00288: * We have reached the point of no return: we are going to00289: * overwrite all exception vector code, so we cannot easily

00290: * recover from any failures any more...00291: */00292:     iflag = disable_interrupts();// 关中断,这里为空,中断未使能00318:00319:     switch (comp) //根据压缩方式来选择将要执行的动作

    {00320:             case IH_COMP_NONE:00321:                 if (load_start == (ulong)os_hdr) // 头信息中的加载地址是否等于现在所在的地址

{00322:                     printf (" XIP %s ... ", type_name);00323:             } else

{00324:                     printf (" Loading %s ... ", type_name);00326:                 memmove_wd ((void *)load_start, // 若不等的话,还要先将image复制到// 头信息指定的加载地址处00327:                 (void *)os_data, os_len, CHUNKSZ);00328:             }00329:             load_end = load_start + os_len; // 加载后,整个image的结束地址00330:                 puts("OK\n");00331:                break;00332:             case IH_COMP_GZIP:// gzip的压缩方式

00333:                 printf (" Uncompressing %s ... ", type_name);00334:                 if (gunzip ((void *)load_start, unc_len, (uchar *)os_data, &os_len) != 0)00335:                 {// 先将image全部解压到头信息中指定的加载地址处00336:                     puts ("GUNZIP: uncompress or overwrite error ""- must RESET board to recover\n");00338:                     show_boot_progress (-6);00339:                     do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);00340:                 }00341:00342:                 load_end = load_start + os_len; // 加载后,整个image的结束地址00343:                break;00344:         default:

00366:             if (iflag) enable_interrupts();00368:             printf ("Unimplemented compression type %d\n",comp);00369:             show_boot_progress (-7);00370:             return 1;00371:         } ? end switch comp ?00372:     puts ("OK\n");00373:     debug (" kernel loaded at 0xlx, end = 0xlx\n",load_start, load_end);00374:     show_boot_progress (7);00375:00376:     if ((load_start < image_end) && (load_end >image_start))

{debug ("image_start = 0x%lX, image_end = 0x%lx\n",image_start, image_end);00378:         debug ("load_start = 0x%lx, load_end = 0x%lx\n", load_start,load_end);00379:00380:         if (images.legacy_hdr_valid)

{00381:             if (image_get_type (&images.legacy_hdr_os_copy) == IH_TYPE_MULTI)00382:             puts ("WARNING: legacy format multi component ""image overwritten\n");00384:         } else {00385:             puts ("ERROR: new format image overwritten - ""must RESET the board to recover\n");00387:             show_boot_progress (-113);00388:             do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);00389:         }00390:     }// load_startload_end 是头信息中预定的// image_startimage_end 是映像文件在内存中放的位置// 这里主要判断存放地址和加载地址是否有重叠,因为重叠会造成未知的系统崩溃00392:     show_boot_progress (8);00393:00394:         lmb_reserve(&lmb, load_start, (load_end -load_start));00395:00396:     #ifdefined(CONFIG_ZIMAGE_BOOT)00397: after_header_check:00398:     os = hdr->ih_os;00399:     #endif// 上面可以很清楚的看到,根据头信息中定义的操作系统类型,进入相应的入口中这里Linux就是 do_bootm_linux(cmdtp, flag, argc, argv, &images)00401:     switch (os)

{00402:         default:00402: /* handled by (original) Linux case */

00403:         case IH_OS_LINUX:00404:                do_bootm_linux (cmdtp, flag, argc, argv, &images);00408:             break;

总结2:第二阶段校验头信息结束,下面进入第三阶段,第三阶段主要任务是启动linux内核,调用do_bootm_linux函数来完成。

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00061: void do_bootm_linux (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag,int argc, char *argv[],bootm_headers_t *images)00063: {00064:         ulong initrd_start, initrd_end;00065:     ulong ep = 0;00066:     bd_t *bd = gd->bd;00067:     char *s;00068:     int machid = bd->bi_arch_number;00069:     void (*theKernel)(int zero, int arch, uintparams);00070:     int ret;00071:00072:     #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG00073:         char *commandline = getenv ("bootargs"); / 启动时的命令行参数00074:     #endif00075:00076: /* find kernel entry point */

1)ep就是entrypoint的缩写,就是程序入口。一个镜像文件的起始执行部分不是在镜像的开头(镜像开头有n个字节的头信息),真正的镜像文件执行时第一句代码在镜像的中部某个字节处,相当于头是有一定的偏移量的。这个偏移量记录在头信息中。

2)一般执行一个镜像都是:第一步先读取头信息,然后在头信息的特定地址找MAGIC_NUM,由此来确定镜像种类;第二步对镜像进行校验;第三步再次读取头信息,由特定地址知道这个镜像的各种信息(镜像长度、镜像种类、入口地址);第四步就去entrypoint处开始执行镜像。

3)theKernel = (void (*)(int, int, uint))ep;ep赋值给theKernel,则这个函数指向就指向了内存中加载的OS镜像的真正入口地址(就是操作系统的第一句执行的代码)。

00077:     if (images->legacy_hdr_valid) {00078:         ep = image_get_ep (&images->legacy_hdr_os_copy);00079:     } else {00089:         puts ("Could not find kernel entry point!\n");00090:         goto ¯error;00091:     }00092:     theKernel = (void (*)(int, int, uint))ep; // 终于看到theKernel了,给函数指针赋地址值00094:     s = getenv ("machid");00095:     if (s) {00096:     machid = simple_strtoul (s, NULL, 16);

uboot在启动内核时,机器码要传给内核。uboot传给内核的机器码是怎么确定的?第一顺序备选是环境变量machid,第二顺序备选是gd->bd->bi_arch_numx210_sd.h中硬编码配置的)00097:     printf ("Using machid 0x%x from environment\n", machid);00098:     } // 检查是否还有ramdisk,如果有的话,则将其加载到指定地址00100:     ret = boot_get_ramdisk (argc, argv, images,IH_ARCH_ARM,&initrd_start, &initrd_end);00102:         if (ret)//只有当有ramdisk,且加载ramdisk失败时才返回100103:     goto ¯error;00104:00105:         show_boot_progress (15);00106:00107:     debug ("## Transferring control to Linux (at address lx) .00108: (ulong) theKernel);1)110行到144行就是uboot在给linux内核准备传递的参数处理。

2)Starting kernel ... 这个是uboot中最后一句打印出来的东西。这句如果能出现,说明uboot整个是成功的,也成功的加载了内核镜像,也校验通过了,也找到入口地址了,也试图去执行了。如果这句后串口就没输出了,说明内核并没有被成功执行。原因一般是:传参(80%)、内核在DDR中的加载地址•••••••

00110: #if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) || \00111: defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) || \00112: defined (CONFIG_INITRD_TAG) || \00113: defined (CONFIG_SERIAL_TAG) || \00114: defined (CONFIG_REVISION_TAG) || \00115: defined (CONFIG_LCD) || \00116: defined (CONFIG_VFD) || \00117: defined (CONFIG_MTDPARTITION)00118:     setup_start_tag (bd);

传参详解

1tag方式传参

1)struct tagtag是一个数据结构,在ubootlinux kernel中都有定义tag数据机构,而且定义是一样的。

2)tag_headertag_xxxtag_header中有这个tagsize和类型编码,kernel拿到一个tag后先分析tag_header得到tag的类型和大小,然后将tag中剩余部分当作一个tag_xxx来处理。

3)tag_starttag_endkernel接收到的传参是若干个tag构成的,这些tagtag_start起始,到tag_end结束。

4)tag传参的方式是由linux kernel发明的,kernel定义了这种向我传参的方式,uboot只是实现了这种传参方式从而可以支持给kernel传参。

2x210_sd.h中配置传参宏

1)CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGStag_mem,传参内容是内存配置信息。

2)CONFIG_CMDLINE_TAGtag_cmdline,传参内容是启动命令行参数,也就是uboot环境变量的bootargs.

3)CONFIG_INITRD_TAG

4)CONFIG_MTDPARTITION,传参内容是iNand/SD卡的分区表。

5)起始tagATAG_CORE、结束tagATAG_NONE,其他的ATAG_XXX都是有效信息tag

思考:内核如何拿到这些tag

uboot最终是调用theKernel函数来执行linux内核的,uboot调用这个函数(其实就是linux内核)时传递了3个参数。这3个参数就是uboot直接传递给linux内核的3个参数,通过寄存器来实现传参的。(第1个参数就放在r0中,第二个参数放在r1中,第3个参数放在r2中)第1个参数固定为0,第2个参数是机器码,第3个参数传递的就是大片传参tag的首地址。00119:     #ifdef CONFIG_SERIAL_TAG00120:         setup_serial_tag (&params);00121:     #endif

00122:     #ifdef CONFIG_REVISION_TAG00123:         setup_revision_tag (&params);00124:     #endif00125:     #ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS00126:         setup_memory_tags (bd);00127:     #endif00128:         #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG00129:             setup_commandline_tag (bd, commandline);00130:     #endif00131:         #ifdef CONFIG_INITRD_TAG00132:         if (initrd_start && initrd_end)00133:             setup_initrd_tag (bd, initrd_start, initrd_end);00134:             #endif00135:         #if defined (CONFIG_VFD) || defined (CONFIG_LCD)00136:             setup_videolfb_tag ((gd_t *) gd);00137:         #endif00138:00139:         #ifdef CONFIG_MTDPARTITION00140:             setup_mtdpartition_tag();00141:         #endif00142:00143:             setup_end_tag (bd);00144:     #endif00145:00146:         /* we assume that the kernel is in place */00147:         printf ("\nStarting kernel ...\n\n");

/*     * 在进入内核前要做几件事     * 关中断 关I/D-cache      */00156:     cleanup_before_linux ();00157:00158:     theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);

   /*     * 进入内核,注意传递的几个参数     * 1. 0     * 2. mach id      * 3. 参数taglist地址     */00159:         /* does not return */00160: return;00161:00162: error:00163:     do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);00164: return;00165: } ? end do_bootm_linux ?

-----------------------------------

00439:     } ? end switch os ?00440:00441:     show_boot_progress (-9);00446:     if (iflag)00447:     enable_interrupts();00448:00449:     return 1;00450: } ? end do_bootm ?

1)uboot移植时一般只需要配置相应的宏即可

2)kernel启动不成功,注意传参是否成功。传参不成功首先看ubootbootargs设置是否正确,其次看uboot是否开启了相应宏以支持传参。

uboot启动内核的总结

1.启动4步骤

第一步:将内核搬移到DDR

第二步:校验内核格式、CRC

第三步:准备传参

第四步:跳转执行内核

2.涉及到的主要函数是:do_boomdo_bootm_linux

3uboot能启动的内核格式:zImage uImage fdt方式

4.跳转与函数指针的方式运行内核

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