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Uboot到底如何启动内核（转自韦东山老师的博客）

2019-07-13 09:01发布

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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" ", 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               0x000000001       params             0x00020000               0x00040000              2       kernel               0x00200000               0x000600003       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：uImageuImage =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 #02.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应用开发完全手册的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 == '

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