u-boot分析之内核启动(五)
目录
u-boot(五)内核启动
- 概述
- 分区空间
- 内核文件格式
- 内核复制跳转
- 内核启动
- 机器ID
- 启动参数
- (起始tag)setup_start_tag
- 内存设置
- 根文件系统,启动程序,串口设备
- (结束)setup_end_tag
u-boot(五)内核启动
概述
启动命令:bootcmd=nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0
,具体代码实现的重点是以下:
s=getenv ("bootcmd")
获取环境变量run_command (s, 0);
启动内核,这个s=nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0
s
就是先读出内核,再启动内核了
备注 jffs2是一种文件格式,在这里并不需要文件格式,但是使用这个jffs2 可以不使用页对齐,如果使用nand read,需要考虑页对齐或者块对齐,最终会使用nand_read_opts
- 我们也可以在u-boot 命令行直接输入
boot
来启动内核,但是实际的命令是一样的,是在cmd_bootm.c
中调用do_bootd
>run_command (getenv ("bootcmd"), flag)
分区空间
常见的内部空间布局如下:
Bootloader | Boot parameters | Kernel | Root filesystem |
---|---|---|---|
u-boot,它会在内存的某个地方存放着内核启动的一些参数,也称为tag | u-boot 参数,包含传递给内核的一些东西 | 内核 | 根文件系统 |
嵌入式的FLASH没有实际的分区,所谓分区只是一个名称,具体的地址是写死的. 在include/configs/100ask24x0.h
#define MTDIDS_DEFAULT "nand0=nandflash0"
#define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=nandflash0:256k@0(bootloader)," \"128k(params)," \"2m(kernel)," \"-(root)"
这里定义了mtdparts
分区,位于nandflash0
,bootloader
大小是256k,从0开始,然后是128k大小的params,接下去是2M的kernel内核,剩余的都是root文件系统.
内核文件格式
Flash上存储的内核格式为uImage,包含了一个64字节头部加真正的内核Image.
/** all data in network byte order (aka natural aka bigendian)*/
#define IH_NMLEN 32 /* Image Name Length */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;
- ih_load表示加载地址,表示内核应该放在哪里,加载地址为0x30008000
- ih_ep表示入口地址,表示跳转的地址,也就是内核代码段的入口,广义上的main入口
内核复制跳转
bootm会先判断内核是否在加载地址,否则先移动内核到指定的加载地址,然后跳转。
命令中0x30007FC0 地址可以随便放,只要不破坏已经用到的信息就好, bootm
命令如果发现当前内核并不在加载地址,需要移动内核到加载地址。do_bootm
函数中memmove ((void *) ntohl(hdr->ih_load), (uchar *)data, len);
移动内核。
所以如果ih_load=我们内核的地址的时候,就不需要move,节省时间.jz2440 的加载地址是0x30008000,头部是64字节,所以,0x30008000-64=0x30007FC0,所以我们copy内核到0x30007FC0 .
内核启动
//在 bootm命令中有linux内核跳转,//lib_arm/armlinux.c-->do_bootm_linux
do_bootm_linux (cmdtp, flag, argc, argv,addr, len_ptr, verify);//theKernel 就是uimage的头部中的入口地址-theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep);// 设置一些参数setup_start_tag (bd);setup_memory_tags (bd);setup_commandline_tag (bd, commandline);setup_end_tag (bd);// 所以内核的入口参数-theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);
机器ID
theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);
中的第二个参数是机器ID,内核通过比对机器ID判断是否支持启动.gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440;
启动参数
内核跳转之前,同样需要设置内核的启动参数.内核的参数是按照tag
组织的.也就是在某个地址(0x30000100,在100ask24x0.c中定义),按照某种格式存储,这种格式具体为【size....tagid....tag值】
在do_bootm_linux
中有设置内存,命令行参数等,代码片段如下
bd_t *bd = gd->bd;
//设置起始的头
setup_start_tag (bd);
//设置内存
setup_memory_tags (bd);
setup_commandline_tag (bd, commandline);
//....
// 设置结束的id
setup_end_tag (bd);
具体有以下几种tag,代码中以联合体定义,这样方便使用同一个指针指向它,方便之处见setup_start_tag
分析.
//这个tag 就是一个包含了所有类型tag的一个联合体,是实际tag的内容值
struct tag {struct tag_header hdr;union {struct tag_core core;struct tag_mem32 mem;struct tag_videotext videotext;struct tag_ramdisk ramdisk;struct tag_initrd initrd;struct tag_serialnr serialnr;struct tag_revision revision;struct tag_videolfb videolfb;struct tag_cmdline cmdline;/** Acorn specific*/struct tag_acorn acorn;/** DC21285 specific*/struct tag_memclk memclk;} u;
};
(起始tag)setup_start_tag
static void setup_start_tag (bd_t *bd)
{// 这个tag 就是一个包含了所有类型tag的一个联合体// 使用联合体之后,下面就可以使用 params->具体的tag类型params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;params->hdr.tag = ATAG_CORE;params->hdr.size = tag_size (tag_core);//tag_core 也就是接下去这三个参数了//tag_size =zise + tag + 实际的值params->u.core.flags = 0;params->u.core.pagesize = 0;params->u.core.rootdev = 0;//指向下一个参数params = tag_next (params);
}#define tag_next(t) ((struct tag *)((u32 *)(t) + (t)->hdr.size))
#define tag_size(type) ((sizeof(struct tag_header) + sizeof(struct type)) >> 2)
// 这里 tag_header就是 size+tag , type 就是实际的tag的内容
// tag_size就是包含 id 和 size 和 内容的大小了
因为bd_t *bd = gd->bd;
,所以搜索下gd->bd->bi_boot_params
,也就是在board/100ask24x0/100ask24x0.c
中定义,也就是说参数是放在0x30000100
.
gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100;
内存设置
static void setup_memory_tags (bd_t *bd)
{int i;for (i = 0; i < CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {params->hdr.tag = ATAG_MEM;params->hdr.size = tag_size (tag_mem32);params->u.mem.start = bd->bi_dram[i].start;params->u.mem.size = bd->bi_dram[i].size;params = tag_next (params);}
}
搜索下gd->bd->bi_dram[0]
,同样在board/100ask24x0/100ask24x0.c
定义
int dram_init (void)
{gd->bd->bi_dram[0].start = PHYS_SDRAM_1;gd->bd->bi_dram[0].size = PHYS_SDRAM_1_SIZE;return 0;
}
#define PHYS_SDRAM_1 0x30000000 /* SDRAM Bank #1 */
#define PHYS_SDRAM_1_SIZE 0x04000000 /* 64 MB */
这个函数是在lib_arm/board.c
中的init_sequence
调用,也就是start_armboot
中调用,也就是在u-boot(三)第一阶段的C中使用的
根文件系统,启动程序,串口设备
char *commandline = getenv ("bootargs");
setup_commandline_tag (bd, commandline);static void setup_commandline_tag (bd_t *bd, char *commandline)
{char *p;if (!commandline)return;/* eat leading white space */for (p = commandline; *p == ' '; p++);/* skip non-existent command lines so the kernel will still* use its default command line.*/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);
}
设置命令tag,多了参数commandline
,源自环境变量bootargs
查看下环境变量bootargs
,使用print
查看,也可搜索下代码
"bootargs=" CONFIG_BOOTARGS "\0"
//include/configs/100ask24x0.h
#define CONFIG_BOOTARGS "noinitrd root=/dev/mtdblock3 init=/linuxrc console=ttySAC0"
root=/dev/mtdblock3
表示根文件系统从第四个FLASH分区开始(从0开始计数)可以往上看分区空间init=/linuxrc
指示第一个应用程序console=ttySAC0
,内核打印信息从串口0 打印
(结束)setup_end_tag
设置结束标志
转载:https://www.cnblogs.com/zongzi10010/p/10023681.html
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