u-boot启动Linux内核解析
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一、我们从上一节命令解析可以知道，u-boot启动启动Linux内核有两种方法： 第一种u-boot等待无空格按下自启内核：
s = getenv ("bootcmd");
if (bootdelay >= 0 && s && !abortboot (bootdelay)) {
......
run_command (s, 0);
......
}第二种在u-boot控制台输入boot命令启动:
int do_bootd (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
{
int rcode = 0;
#ifndef CFG_HUSH_PARSER
if (run_command (getenv ("bootcmd"), flag) < 0) rcode = 1;
#else
if (parse_string_outer(getenv("bootcmd"),
FLAG_PARSE_SEMICOLON | FLAG_EXIT_FROM_LOOP) != 0 ) rcode = 1;
#endif
return rcode;
}
U_BOOT_CMD(
boot, 1, 1, do_bootd,
"boot - boot default, i.e., run 'bootcmd'n",
NULL
);这两种方式本质上都是一样的，通过最终调用run_command(bootcmd)来启动
比如我这里bootcmd=nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0
二、nand read.jffs2解析
在run_command中会将命令分离并找对应的处理函数。
第一条命令是从调用(do_nand)把内核把读到到一个地址上去；第二条命令是从内核里面调用相应的函数(do_bootm)来启动内核； ① 在哪里来读 从哪里读？从kernel分区读； 读到哪里去？放到指定地址(0x30007fc0)去； 在PC机上，每一个硬盘前面都有一个分区表。对于嵌入式Linux来说，flash上面没有分区表，显然这个分区就和PC机上不一样；既然没有分区表，这些分区怎么体现？只能在源码里面写死的； 定义分区的源码如下：(includeconfigs100ask24x0.h)
#define MTDIDS_DEFAULT "nand0=nandflash0" #define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=nandflash0:256k@0(bootloader)," "128k(params)," "2m(kernel)," "-(root)"
上面定义了各个分区的起始地址； ② 通过什么读
在/common/cmd_nand.c中do_nand函数中
/* read write */ if (strncmp(cmd, "read", 4) == 0 || strncmp(cmd, "write", 5) == 0)
三、bootm 0x30007FC0解析 ① 在/common/cmd_bootm.c中do_bootm函数中启动内核。启动内核的时候，首先对内核的头部要进行操作，原因是在Flash中保存的内核是由两部分构成的，第一部分是头部，第二部分是真正的内核。而头部的结构如下：
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;ih_load是加载地址 ih_ep是入口地址
下面要开始分析如何启动内核,主要是do_bootm函数:
int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
{
......
image_header_t *hdr = &header; //uimage 是内核加了一个4K的头部，这个头部的内容是按照结构体image_header_t来放在，是image传递给Uboot的信息。
......
if (argc < 2) {
addr = load_addr; //如果bootm的参数小于2 则使用默认的加载地址
} else {
addr = simple_strtoul(argv[1], NULL, 16);
}
......
switch (hdr->ih_comp) {
case IH_COMP_NONE:
if(ntohl(hdr->ih_load) == addr) {
/*
这里判断“uimage头部里指定的加载地址”与bootm指定的加载地址是否相等，不相等则需要移动
判断的方式有两种
1、判断 uimage头部里指定的加载地址 == bootm指定的加载地址 (hdr->ih_load == addr)
此时：
实际存放的地址 == uimage加载地址 == uimage连接地址-64字节
bootm == 实际存放的地址
例子：
实际存放在 0x30007fc0
bootm 0x30007fc0
加载地址 0x30007fc0
连接地址 0x30008000
1、uboot根据Bootm指定的0x30007fc0去找image，实际地址为0x30007fc0，找到头部
2、读出头部里的加载地址，判断是否和Bootm相等，相等则不移动，启动
2、判断 uimage头部里指定的加载地址 == bootm指定的加载地址 + 64字节 (hdr->ih_load == addr+64字节/data)
此时：
实际存放地址+64字节 == uimage加载地址 == uimage连接地址
bootm == 实际存放的地址
例子：
实际存放在 0x30007fc0
bootm 0x30007fc0
加载地址 0x30008000
连接地址 0x30008000
1、uboot根据Bootm指定的0x30007fc0去找image，实际地址为0x30007fc0，找到头部
2、读出头部里的加载地址，判断是否和Bootm + 字节相等，相等则不移动，启动
首先bootm的地址要和我们 实际存放(不管它的加载地址是多少) 整个uimage的首地址吻合，这样就可以找到头部。
这里存在两种情况，我们可以看到 Uboot源码里
1、 hdr->ih_load == addr
也就是说判断的是bootm_addr 与uimage里的ih_load加载地址是否相等，这样的话，我们在制作uimage的时候就应该让ih_load=bootmaddr
那么uimage里的另一个参数，连接地址就应该等于bootm+64字节
2、hdr->ih_load == addr+64字节 友善以及韦东山老师的uboot里判断条件都被改成了这样
那么，uimage里的Load地址和连接地址应该相等，等于bootm+64字节
*/
printf (" XIP %s ... ", name);
} else {
......do_bootm_linux (cmdtp, flag, argc, argv,addr, len_ptr, verify);
}总结：do_bootm有两个作用： 作用1：读取内核头部将内核移动到合适地方，还有一些校验 作用2：启动内核，用的是do_bootm_linux函数。在跳到ih_ep入口之前还要uboot设置内核启动参数，然后才是跳到ih_ep启动内核。 ② do_bootm_linux函数有用的代码如下：
//uboot参数设置
#if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) ||
defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) ||
defined (CONFIG_INITRD_TAG) ||
defined (CONFIG_SERIAL_TAG) ||
defined (CONFIG_REVISION_TAG) ||
defined (CONFIG_LCD) ||
defined (CONFIG_VFD)
setup_start_tag (bd);
#ifdef CONFIG_SERIAL_TAG
setup_serial_tag (¶ms);
#endif
#ifdef CONFIG_REVISION_TAG
setup_revision_tag (¶ms);
#endif
#ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS
setup_memory_tags (bd);
#endif
#ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG
setup_commandline_tag (bd, commandline);
#endif
#ifdef CONFIG_INITRD_TAG
if (initrd_start && initrd_end)
setup_initrd_tag (bd, initrd_start, initrd_end);
#endif
#if defined (CONFIG_VFD) || defined (CONFIG_LCD)
setup_videolfb_tag ((gd_t *) gd);
#endif
setup_end_tag (bd);
#endif
printf ("nStarting kernel ...nn");
//启动内核
theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);theKernel定义：
theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep);
总结：do_bootm_linux有两个作用：
作用1：设置内核启动参数，参数的格式是tag（标记列表），对于韦东山的开发板标记列表开始地址是0x30000100，一般来说有四个标记传参函数。setup_start_tag (bd);setup_memory_tags (bd);setup_commandline_tag (bd, commandline);setup_end_tag (bd);作用2：跳到入口地址去是
theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep); theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);
这样就启动内核了！！！ 我们再来分析一下theKernel的三个参数 (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params); 第一个参数是固定的
通过看来自于linux-2.6.30.4DocumentationarmBooting：
第二个参数是机器类型ID
看board100ask24x0100ask24x0.c
第三个参数是标记列表的开始地址
看board100ask24x0100ask24x0.c
1.启动标记：
setup_start_tag：
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);
}由代码可以得到tag是一个结构体，bi_boot_params为0x300000100,ATAG_CORE为54410001
2.内存标记：
setup_memory_tag：
#ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS
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);
}
}
#endifbi_dram[i].start;内存的初始地址,bi_dram[i].start;内存的大小
这两个参数的初始值在start_armboot()函数中dram_init可以设置。
3.命令行标记：
static void setup_commandline_tag (bd_t *bd, char *commandline)
{
char *p;
if (!commandline)
return;
把命令前面的空格给干掉
for (p = commandline; *p == ' '; p++);
if (*p == ' ')
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);
}
*commandlinechar的来源为*commandline = getenv ("bootargs");
那么在终端所获得的信息是bootargs=noinitrd root=/dev/mtdblock3 init=/linuxrc console=ttySAC0
root=/dev/mtdblock3 根文件系统在Flash中的第三分区
init=/linuxrc 第一个进程为linuxrc
console=ttySAC0 内核打印信息从串口输出
4.结束标记：
setup_end_tag：
static void setup_end_tag (bd_t *bd)
{
params->hdr.tag = ATAG_NONE;
params->hdr.size = 0;
}参数设置结束的时候将tag设置为空，size设置为0.
三、总结：
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