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Uboot启动流程（国嵌视频里的文档）.doc
U-Boot 启动过程
（国嵌）
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
pc, _undefined_instruction
pc, _software_interrupt
pc, _prefetch_abort
pc, _data_abort
pc, _not_used
pc, _irq
pc, _fiq
//中断向量
//中断向量
ldr
ldr
ldr
ldr
ldr
ldr
ldr
…
/* the actual reset code */
reset:
//复位启动子程序
/* 设置 CPU 为 SVC32 模式 */
mrs
bic
orr
msr
r0,cpsr
r0,r0,#0x1f
r0,r0,#0xd3
cpsr,r0
/* 关闭看门狗 */
……
……
r0, _start
r1, _TEXT_BASE
r0, r1
relocate:
adr
ldr
cmp
RAM */
beq
/* 把 U-Boot 重新定位到 RAM */
/* r0 是代码的当前位置 */
/*_TEXT_BASE 是 RAM 中的地址 */
/* 比较 r0 和 r1，判断当前是从 Flash 启动，还是
stack_setup /* 如果 r0 等于 r1，跳过重定位代码 */
r2, _armboot_start
r3, _bss_start
r2, r3, r2
r2, r0, r2
/* 准备重新定位代码 */
ldr
ldr
sub
add
copy_loop: /* 重新定位代码 */
ldmia r0!, {r3-r10}
/* r2 得到 armboot 的大小 */
/* r2 得到要复制代码的末尾地址 */
/*从源地址[r0]复制 */
stmia r1!, {r3-r10}
cmp
ble
r0, r2
copy_loop
/* 复制到目的地址[r1] */
/* 复制数据块直到源数据末尾地址[r2] */
*/
r0, _TEXT_BASE /* 上面是 128 KiB 重定位的 u-boot */
r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* 向下是内存分配空间 */
r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* 然后是 bdinfo 结构体地址空间 */
/* 初始化堆栈等
stack_setup:
ldr
sub
sub
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
sub
clear_bss:
ldr
ldr
mov
clbss_l:str r2, [r0]
/* bss 段地址空间清零循环...
/* 找到 bss 段起始地址 */
/* bss 段末尾地址 */
/* 为 abort-stack 预留 3 个字 */
r0, _bss_start
r1, _bss_end
r2, #0x00000000
sp, r0, #12
/* 清零 */
*/
r0, r0, #4
r0, r1
add
cmp
clbss_l
bne
pc, _start_armboot
/* 跳转到 start_armboot 函数入口，_start_armboot 字保存函数入口指针 */
ldr
_start_armboot:
lib_arm/board.c 中实现
.word start_armboot
//start_armboot 函 数 在
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。
第二阶段
3．init_sequence[]
init_sequence[]数组保存着基本的初始化函数指针。
/* 基本的处理器相关配置 -- cpu/arm920t/cpu.c */
init_fnc_t *init_sequence[] = {
cpu_init,
board_init, /* 基本的板级相关配置 -- board/smdk2410/smdk2410.c */
interrupt_init,
env_init,
init_baudrate,
serial_init,
console_init_f,
/* 初始化中断处理 -- cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c */
/* 初始化环境变量 -- common/cmd_flash.c */
/* 初始化波特率设置 -- lib_arm/board.c */
/* 串口通讯设置 -- cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c */
/* 控制台初始化阶段 1 -- common/console.c */
/* 打印 u-boot 信息 -- lib_arm/board.c */
/* 配置可用的 RAM -- board/smdk2410/smdk2410.c */
/* 显示 RAM 的配置大小 -- lib_arm/board.c */
display_banner,
dram_init,
display_dram_config,
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 ();
jumptable_init ();
console_init_r ();
enable_interrupts (); /* 使能中断处理 */
/* 获取列表中的设备 */
/* 完整地初始化控制台设备 */
if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {
load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
/* 通过环境变量初始化 */
}
/* main_loop()循环不断执行 */
for (;;)
{
main_loop ();
common/main.c */
}
/* 主 循 环 函 数 处 理 执 行 用 户 命 令 --
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
if (argc < 2) {
rcode = 0;
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]);
*/
}
if (rc != 0) rcode = 1;
printf ("## Application terminated, rc = 0x%lX\n", rc);
行 linux，这条指令是否能运行？*/
return rcode;
/* 运行程序
/*如果是运
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,
/* CONFIG_HW_WATCHDOG || CONFIG_WATCHDOG */
len);
#endif
}
break;
case IH_COMP_GZIP:
printf ("
if (gunzip ((void *)ntohl(hdr->ih_load), unc_len,
Uncompressing %s ... ", name);
(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:
Uncompressing %s ... ", name);
printf ("
/*
* 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,
#endif /* CONFIG_BZIP2 */
}
break;
default:
if (iflag)
enable_interrupts();
printf
("Unimplemented
compression
type %d\n",
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);
hdr->ih_comp);
}
}
……
SHOW_BOOT_PROGRESS (-7);
return 1;
……
……
switch (hdr->ih_os) {
default:
case IH_OS_LINUX:
/* handled by (original) Linux case */
do_bootm_linux (cmdtp, flag, argc, argv,
addr, len_ptr, verify);
break;
case IH_OS_NETBSD:
break;
case IH_OS_RTEMS:
do_bootm_netbsd (cmdtp, flag, argc, argv,
addr, len_ptr, verify);
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:
break;
}
do_bootm_qnxelf (cmdtp, flag, argc, argv,
addr, len_ptr, verify);
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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