第一、二期銜接——5.4 u-boot分析與使用—啓動內核

u-boot分析與使用—啓動內核

• 硬件平臺：韋東山嵌入式Linxu開發板（S3C2440.v3）
• 軟件平臺：運行於VMware Workstation 12 Player下UbuntuLTS16.04_x64 系統
• 參考資料：《嵌入式Linux應用開發手冊》、《嵌入式Linux應用開發手冊第2版》
• 開發環境：Linux 2.6.22.6 內核、arm-linux-gcc-3.4.5-glibc-2.3.6工具鏈、u-boot-1.1.6
  

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一、前言

在上一篇博文【5.3 u-boot分析與使用—源碼分析】中，我們對源碼進行了分析，知道的u-boot爲了實現做了以下的事情：

下面則對u-boot啓動內核進行細緻的分析。

二、把內核讀入到FLASH中

• 對於bootcmd環境變量，進行拆分解讀，再解讀

bootcmd=nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel;

• 具體的意思就是：從nand flash中把kernel讀到0x30007FC0，

1、從哪裏讀

根據指令可以知道，從kernel分區讀，但是對於嵌入式Linux是沒有分區的，那如何表示？

• 在100ask24x0.h文件的代碼中寫死
  
• uboot執行mtd可以查看分區
  kernel的所在地址爲：0x00020000----0x00040000
  

2、讀到哪裏去

根據指令可以知道，讀到去地址爲0x30007FC0的內存中去

3、總結

• 對於指令nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
  意思就是nand flash從kernel分區（地址爲0x00020000----0x00040000）把內核讀到地址爲0x30007FC0的內存中去

• 補充：使用r.jffs2後綴時，輸入的起始地址與結束地址不需要塊對齊或頁對齊

三、啓動內核

• 對於bootcmd環境變量，進行拆分解讀，再解讀

 bootm 0x30007FC0

• 具體的意思就是：從0x30007FC0中啓動內核

1、FLASH上存的內核的實質

FLASH上存的內核 = 頭部 + 真正的內核，對於頭部結構體，原型如下：

• booitm對應的操作函數爲do_bootm()

2、do_bootm()函數分析

2.1 讀出頭部，做些相關的校驗工作

對於頭部信息的加載地址與入口地址，下面分析會使用到。

3、根據頭部的加載信息把內核移動到合適的地方

3.1 如果內核位於加載地址

3.1 如果內核不位於加載地址

4、跳到入口地址啓動內核

4.1 設置啓動參數

在這裏會對啓動參數、內存參數、串口參數、命令行參數等等進行初始化設置，後面會具體分析。

4.2 啓動內核

此時會調用theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);來啓動內核

• theKernel 的由來：
  1、定義一個theKernel函數指針
  2、定義一個hdr結構體指向2.1 中所說的頭部，用來獲取入口地址
  3、讓theKernel = hdr->ih_op，此時theKernel就是入口地址了
  

5、總結

對於整個啓動內核的流程總結如下：

1. 讀取頭部，根據頭部的加載信息把內核移動到合適的地方
   1_1. 先從頭部知道加載地址與入口地址
   1_2. 如果發現內核不位於加載地址，則把內核移動到加載地址
   1_3. 如果發現內核位於加載地址，則打印相關信息

2. 啓動內核
   2_1. 設置啓動參數
   2_2. 跳到入口地址啓動內核

6、分析啓動參數

提問：當你跳到內核時，u-boot不存在，二者怎麼交互數據？
解答：按照某種協議：在某個地址，按某種格式 ，對數據進行保存。
在這個分析中就是：在0x30000100中把啓動參數入棧保存，內核可以進入到0x30000100內存空間讀取數據。

6.1 setup_start_tag()函數分析

這個函數的功能是設置啓動的參數，找到棧中對應存放參數的起始地址，放入參數。

6.2 setup_memory_tag()函數分析

這個函數設置的是內存的相關參數，如下圖所示：

6.3 setup_commandline_tag()函數分析

這個函數設置的是命令行參數bootcmd

6.4 setup_end_tag()函數分析

在這個函數中設置的是參數結束設置的標誌

6.5 總體的入棧分析

1. 根據start_tag的參數tag:0x30000100，在地址爲0x30000100的內存中進行入棧

2. 在每設置完一個參數後，params指針移動到下一個tag的位置，進行下一個參數的入棧
   

四、總結

u-boot會根據bootcmd這個環境變量，對啓動內核進行相關操作：