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u-boot启动内核学习总结

2019-07-12 23:05发布

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1、分区 pc：每个硬盘都有分区表；嵌入式linux：Flash没有分区表，所以分区信息需要在程序里面写死，如下： boot-1.1.6includeconfigs目录下的100ask24x0.h中：
 #define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=nandflash0:256k@0(bootloader),"
                            "128k(params),"
                            "2m(kernel),"
                            "-(root)"
 摘：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),"
           "2m(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。
 u-boot 目的：启动内核。两步：1，从flash读出内核；2,启动 do_bootm  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 (¶ms);
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 == '

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