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U-Boot启动过程 （国嵌2440培训） 开发板上电后，执行U-Boot的第一条指令，然后顺序执行U-Boot启动函数。看一下board/smdk2410/u-boot.lds这个链接脚本，可以知道目标程序的各部分链接顺序。第一个要链接的是cpu/arm920t/start.o，那么U-Boot的入口指令一定位于这个程序中。下面分两阶段介绍启动流程： 第一阶段 1．cpu/arm920t/start.S 这个汇编程序是U-Boot的入口程序，开头就是复位向量的代码。 _start: b reset //复位向量 ldr pc, _undefined_instruction ldr pc, _software_interrupt ldr pc, _prefetch_abort ldr pc, _data_abort ldr pc, _not_used ldr pc, _irq //中断向量 ldr pc, _fiq //中断向量 … /* the actual reset code */ reset: //复位启动子程序 /* 设置CPU为SVC32模式 */ mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#0xd3 msr cpsr,r0 /* 关闭看门狗 */ …… …… relocate: /* 把U-Boot重新定位到RAM */ adr r0, _start /* r0是代码的当前位置 */ ldr r1, _TEXT_BASE /*_TEXT_BASE是RAM中的地址 */ cmp r0, r1 /* 比较r0和r1，判断当前是从Flash启动，还是RAM */ beq stack_setup /* 如果r0等于r1，跳过重定位代码 */ /* 准备重新定位代码 */ ldr r2, _armboot_start ldr r3, _bss_start sub r2, r3, r2 /* r2 得到armboot的大小 */ add r2, r0, r2 /* r2 得到要复制代码的末尾地址 */ copy_loop: /* 重新定位代码 */ ldmia r0!, {r3-r10} /*从源地址[r0]复制 */ stmia r1!, {r3-r10} /* 复制到目的地址[r1] */ cmp r0, r2 /* 复制数据块直到源数据末尾地址[r2] */ ble copy_loop /* 初始化堆栈等 */ stack_setup: ldr r0, _TEXT_BASE /* 上面是128 KiB重定位的u-boot */ sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* 向下是内存分配空间 */ sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* 然后是bdinfo结构体地址空间 */ #ifdef CONFIG_USE_IRQ sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ) #endif sub sp, r0, #12 /* 为abort-stack预留3个字 */ clear_bss: ldr r0, _bss_start /* 找到bss段起始地址 */ ldr r1, _bss_end /* bss段末尾地址 */ mov r2, #0x00000000 /* 清零 */ clbss_l:str r2, [r0] /* bss段地址空间清零循环... */ add r0, r0, #4 cmp r0, r1 bne clbss_l /* 跳转到start_armboot函数入口，_start_armboot字保存函数入口指针 */ ldr pc, _start_armboot _start_armboot: .word start_armboot //start_armboot函数在lib_arm/board.c中实现 第二阶段 2．lib_arm/board.c start_armboot是U-Boot执行的第一个C语言函数，完成系统初始化工作，进入主循环，处理用户输入的命令。 3．init_sequence[] init_sequence[]数组保存着基本的初始化函数指针。 init_fnc_t *init_sequence[] = { cpu_init, /* 基本的处理器相关配置 -- cpu/arm920t/cpu.c */ board_init, /* 基本的板级相关配置 -- board/smdk2410/smdk2410.c */ interrupt_init, /* 初始化中断处理 -- cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c */ env_init, /* 初始化环境变量 -- common/cmd_flash.c */ init_baudrate, /* 初始化波特率设置 -- lib_arm/board.c */ serial_init, /* 串口通讯设置 -- cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c */ console_init_f, /* 控制台初始化阶段1 -- common/console.c */ display_banner, /* 打印u-boot信息 -- lib_arm/board.c */ dram_init, /* 配置可用的RAM -- board/smdk2410/smdk2410.c */ display_dram_config, /* 显示RAM的配置大小 -- lib_arm/board.c */ NULL, }; void start_armboot (void) { /* 顺序执行init_sequence数组中的初始化函数 */ for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) { if ((*init_fnc_ptr)() != 0) { hang (); } } /*配置可用的Flash */ size = flash_init (); display_flash_config (size); /* _armboot_start 在u-boot.lds链接脚本中定义 */ mem_malloc_init (_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN); /* 配置环境变量*/ env_relocate (); /* 从环境变量中获取IP地址 */ gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr"); /* 以太网接口MAC 地址 */ …… devices_init (); /* 获取列表中的设备 */ jumptable_init (); console_init_r (); /* 完整地初始化控制台设备 */ enable_interrupts (); /* 使能中断处理 */ /* 通过环境变量初始化 */ if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) { load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16); } /* main_loop()循环不断执行 */ for (;;) { main_loop (); /* 主循环函数处理执行用户命令 -- common/main.c */ } 命令实现 U-Boot作为Bootloader，具备多种引导内核启动的方式。常用的go和bootm命令可以直接引导内核映像启动。U-Boot与内核的关系主要是内核启动过程中参数的传递。 1．go命令的实现 /* common/cmd_boot.c */ int do_go (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]) { ulong addr, rc; int rcode = 0; if (argc < 2) { printf ("Usage:\n%s\n", cmdtp->usage); return 1; } addr = simple_strtoul(argv[1], NULL, 16); printf ("## Starting application at 0x%08lX ...\n", addr); rc = ((ulong (*)(int, char []))addr) (--argc, &argv[1]); /* 运行程序 */ if (rc != 0) rcode = 1; printf ("## Application terminated, rc = 0x%lX\n", rc); /*如果是运行linux，这条指令是否能运行？*/ return rcode; } go命令调用do_go()函数，跳转到某个地址执行的。如果在这个地址准备好了自引导的内核映像，就可以启动了。尽管go命令可以带变参，实际使用时不用来传递参数。 2．bootm命令的实现 /* common/cmd_bootm.c */ int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]) { …… …… /* 检查头部 */ if (crc32 (0, (uchar *)data, len) != checksum) { puts ("Bad Header Checksum\n"); SHOW_BOOT_PROGRESS (-2); return 1; } …… …… /*解压缩*/ switch (hdr->ih_comp) { case IH_COMP_NONE: if(ntohl(hdr->ih_load) == addr) { printf (" XIP %s ... ", name); } else { #if defined(CONFIG_HW_WATCHDOG) || defined(CONFIG_WATCHDOG) size_t l = len; void *to = (void *)ntohl(hdr->ih_load); void *from = (void *)data; printf (" Loading %s ... ", name); while (l > 0) { size_t tail = (l > CHUNKSZ) ? CHUNKSZ : l; WATCHDOG_RESET(); memmove (to, from, tail); to += tail; from += tail; l -= tail; } #else /* !(CONFIG_HW_WATCHDOG || CONFIG_WATCHDOG) */ memmove ((void *) ntohl(hdr->ih_load), (uchar *)data, len); #endif /* CONFIG_HW_WATCHDOG || CONFIG_WATCHDOG */ } break; case IH_COMP_GZIP: printf (" Uncompressing %s ... ", name); if (gunzip ((void *)ntohl(hdr->ih_load), unc_len, (uchar *)data, &len) != 0) { puts ("GUNZIP ERROR - must RESET board to recover\n"); SHOW_BOOT_PROGRESS (-6); do_reset (cmdtp, flag, argc, argv); } break; #ifdef CONFIG_BZIP2 case IH_COMP_BZIP2: printf (" Uncompressing %s ... ", name); /* * If we've got less than 4 MB of malloc() space, * use slower decompression algorithm which requires * at most 2300 KB of memory. */ i = BZ2_bzBuffToBuffDecompress ((char*)ntohl(hdr->ih_load), &unc_len, (char *)data, len, CFG_MALLOC_LEN < (4096 * 1024), 0); if (i != BZ_OK) { printf ("BUNZIP2 ERROR %d - must RESET board to recover\n", i); SHOW_BOOT_PROGRESS (-6); udelay(100000); do_reset (cmdtp, flag, argc, argv); } break; #endif /* CONFIG_BZIP2 */ default: if (iflag) enable_interrupts(); printf ("Unimplemented compression type %d\n", hdr->ih_comp); SHOW_BOOT_PROGRESS (-7); return 1; } } …… …… …… switch (hdr->ih_os) { default: /* handled by (original) Linux case */ case IH_OS_LINUX: do_bootm_linux (cmdtp, flag, argc, argv, addr, len_ptr, verify); break; case IH_OS_NETBSD: do_bootm_netbsd (cmdtp, flag, argc, argv, addr, len_ptr, verify); break; case IH_OS_RTEMS: do_bootm_rtems (cmdtp, flag, argc, argv, addr, len_ptr, verify); break; case IH_OS_VXWORKS: do_bootm_vxworks (cmdtp, flag, argc, argv, addr, len_ptr, verify); break; case IH_OS_QNX: do_bootm_qnxelf (cmdtp, flag, argc, argv, addr, len_ptr, verify); break; } bootm命令调用do_bootm函数。这个函数专门用来引导各种操作系统映像，可以支持引导Linux、vxWorks、QNX等操作系统。引导Linux的时候，调用do_bootm_linux()函数。 3．do_bootm_linux函数的实现 /* lib_arm/armlinux.c */ void do_bootm_linux (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[], ulong addr, ulong *len_ptr, int verify) { theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep); … … … … /* we assume that the kernel is in place */ printf ("\nStarting kernel ...\n\n"); … … … … theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params); /*启动内核，传递启动参数*/ } do_bootm_linux()函数是专门引导Linux映像的函数，它还可以处理ramdisk文件系统的映像。这里引导的内核映像和ramdisk映像，必须是U-Boot格式的。U-Boot格式的映像可以通过mkimage工具来转换，其中包含了U-Boot可以识别的符号。 |
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