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參考資料：http://www.cnblogs.com/biaohc/p/6403863.html

總結(jié)：uboot啟動(dòng)linux內(nèi)核的整個(gè)流程

開機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，當(dāng)沒有按鍵按下的時(shí)候，uboot會(huì)讀取出bootcmd這個(gè)環(huán)境變量，并使用rum_command函數(shù)來執(zhí)行這個(gè)命令；

• 實(shí)質(zhì)是執(zhí)行了movi read kernel 30008000；bootm 30008000。
• movi read kernel，把sd卡中的kernel分區(qū)賦值到30008000內(nèi)存處；
• bootm 30008000，真正的傳參以及跳轉(zhuǎn)到linux內(nèi)核中執(zhí)行（實(shí)際執(zhí)行do_bootm()函數(shù)）。
• bootm（do_bootm()函數(shù)）首先要做的事情是判斷這個(gè)內(nèi)核鏡像類型（zImage、uImage、設(shè)備樹）；
• 通過對鏡像文件的頭文件的驗(yàn)證，以確定是哪種內(nèi)核鏡像，然后再把必須的信息儲存起來（linux操作系統(tǒng)、ep的值等）。
• 確定好以后調(diào)用do_bootm_linux函數(shù)來對內(nèi)核傳參并且啟動(dòng)內(nèi)核。

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一、uboot作用簡介

uboot的主要作用是用來啟動(dòng)linux內(nèi)核。

• 因?yàn)镃PU不能直接從塊設(shè)備中執(zhí)行代碼，需要把塊設(shè)備中的程序復(fù)制到內(nèi)存中，而復(fù)制之前還需要進(jìn)行很多初始化工作，如時(shí)鐘、串口、dram等；
• 如要想讓CPU啟動(dòng)linux內(nèi)核，只能通過另外的程序，進(jìn)行必要的初始化工作，在把linux內(nèi)核中代碼復(fù)制到內(nèi)存中，并執(zhí)行這塊內(nèi)存中的代碼，即可啟動(dòng)linux內(nèi)核；
• 一般情況下，linux鏡像儲存在塊設(shè)備中（SD卡、iNand、Nandflash等）。首先執(zhí)行uboot代碼，把塊設(shè)備中的內(nèi)核代碼復(fù)制到內(nèi)存地址0x30008000地址處，然后再執(zhí)行bootm 0x30008000命令以啟動(dòng)內(nèi)核代碼。

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二、基礎(chǔ)知識?

vmlinuz、Image、zImage、uImage的區(qū)別與聯(lián)系

（1）linux內(nèi)核代碼經(jīng)過編譯鏈接，生成一個(gè)elf格式的可執(zhí)行文件，即vmlinuz或者vmlinux；

• 此文件不能直接燒錄。

（2）vmlinuz文件經(jīng)過arm-linux-objcopy以后，生成一個(gè)Image鏡像文件。

• vmlinuz.elf文件大小為70M以上，而Image鏡像文件為7M左右。

（3）Image文件在進(jìn)一步經(jīng)過壓縮，并添加解壓縮代碼，形成zImage文件。

• 當(dāng)zImage文件作為啟動(dòng)鏡像來啟動(dòng)時(shí)，首先要解壓這個(gè)文件，這個(gè)解壓過程可以由uboot解壓或者zImage文件本身自解壓。
• zImage中除了linux內(nèi)核的鏡像以外，還有一些頭文件以及這部分解壓代碼，所以內(nèi)核實(shí)際上在addr地址中再加一個(gè)偏移量的位置。

（5）uImage是uboot自己專用的啟動(dòng)內(nèi)核鏡像，相對于zImage他們之間頭文件有一定區(qū)別。

• uImage現(xiàn)在基本上要屬于過時(shí)的技術(shù)了，新一點(diǎn)的技術(shù)為設(shè)備樹的啟動(dòng)方式；

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三、UBOOT啟動(dòng)內(nèi)核的代碼分析

在啟動(dòng)UBOOT時(shí)，出現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，如果沒有按鍵按下，則會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)內(nèi)核。

1、start_armboot()函數(shù)末尾的main_loop

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下面這段代碼在此main_loop函數(shù)中，作用是執(zhí)行完倒計(jì)時(shí)函數(shù)之后，啟動(dòng)linux內(nèi)核。

• 啟動(dòng)方式是s = getenv ("bootcmd");；
• 假定不使用HUAH_PARSER，則run_command (s, 0);實(shí)際上就是讀取環(huán)境變量bootcmd，然后執(zhí)行這個(gè)命令。

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2、bootcmd命令

• bootcmd=movi read kernel 30008000; movi read rootfs 30B00000 300000; bootm 30008000 30B00000
• 這兩個(gè)命令完成linux內(nèi)核啟動(dòng)。
• movi read kernel 30008000，把sd卡中kernel分區(qū)復(fù)制到30008000內(nèi)存地址處；
• bootm 30008000，到內(nèi)存地址處執(zhí)行代碼；
• 執(zhí)行bootm命令，實(shí)際執(zhí)行do_bootm函數(shù)。

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3、do_bootm()函數(shù)

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（1）因?yàn)閎ootm 0x30008000，參數(shù)為2，因此有addr = simple_strtoul(argv[1], NULL, 16)

• 此時(shí)addr中的值為0x30008000。

（2）接著判斷0x30008000偏移36字節(jié)以后的地址中的值

• 如果為0x016f2818，說明啟動(dòng)鏡像為zImage，則輸出boot with zImage。

（3）內(nèi)核的操作系統(tǒng)類型，和內(nèi)核真正的入口

• hdr->ih_os = IH_OS_LINUX;zImage header中ih_os賦值為 IH_OS_LINUX；
• hdr->ih_ep = ntohl(addr);ih_ep中存放的是point address，這個(gè)值是真正內(nèi)核代碼的地址（起始執(zhí)行入口地址）；

（4）image變量

• static bootm_headers_t?images;?
• images為uboot內(nèi)定義的一個(gè)bootm_header_t格式的全局變量，用來完成啟動(dòng)過程的。
• bootm_header_t類型為一個(gè)結(jié)構(gòu)體，如下圖：
• 包含一個(gè)image_header_t類型的指針，這個(gè)指針最后指向了0x30008000處的zImage header。
• 包含一個(gè)image_header_t類型的結(jié)構(gòu)體，后面會(huì)把0x30008000處的zImage header復(fù)制一份到此結(jié)構(gòu)體；
• 包含一個(gè)標(biāo)志位 legacy_hdr_valid。如果上面兩個(gè)賦值以后，把legacy_hdr_valid賦值為1；

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（5）memmove (&images.legacy_hdr_os_copy, hdr, sizeof(image_header_t));

• 把hdr中的值復(fù)制一份到 image.legacy_hdr_os_copy中，即把內(nèi)存地址0x30008000處設(shè)置好的zImage頭復(fù)制一份到uboot的data段。

（6）直接跳轉(zhuǎn)到after_header_check處，os為IH_OS_LINUX。

4、after_header_check

• 判斷操作系統(tǒng)，然后調(diào)用do_bootm_linux函數(shù)

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5、do_bootm_linux()函數(shù)

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（1）獲取環(huán)境變量bootargs；

（2）判斷全局變量images中的legacy_hdr_valid是否為1，如果為1獲取ep值，如果不為1則error。

（3）把ep強(qiáng)制類型換換為函數(shù)指針類型賦值給thekernel；

（4）從環(huán)境變量中讀取machid的值，賦值給s，如果s不空則machid = 環(huán)境變量中machid的值，并打印machid；

----------------------------------uboot給內(nèi)核傳參-----------------------------------------------

6、uboot給內(nèi)核傳參

• 傳參主要是uboot把與硬件有關(guān)的信息傳給linux內(nèi)核，如memory信息（多少bank、size、起始地址）、命令行信息、lcd 串口、initrd、MTD等信息。
• 如要定義了任意一個(gè)CONFIG_XXXXX，則執(zhí)行setup_start_tag(bd)

一、setup_start_tag函數(shù)

• 初始化第一塊參數(shù)tag

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（1）params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;?

• gd->bd->bi_boot_params = (PHYS_SDRAM_1+0x100);
• 這句代碼，把uboot中的全局變量（即gd）的bi_boot_params內(nèi)存地址，強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為stuct tag* 類型，然后賦值給params；
• 把PHYS_SDRAM_1+0x100這個(gè)地址設(shè)置為傳參的起始地址；??

（2）struct tag結(jié)構(gòu)體

• 此結(jié)構(gòu)體由一個(gè)stuct tag_header類型的結(jié)構(gòu)體，加上一個(gè)由一系列結(jié)構(gòu)體組成的union聯(lián)合體組成；
• 這一系列結(jié)構(gòu)體中存放的就是與board有關(guān)的參數(shù)；

（3）hdr.tag 與hdr.size賦值

• params->hdr.tag = ATAG_CORE;?params->hdr.size = tag_size (tag_core);

（4）對聯(lián)合體中的結(jié)構(gòu)體參數(shù)賦值

• params->u.core.flags = 0;
• params->u.core.pagesize = 0;
• params->u.core.rootdev = 0;

（5）對下一個(gè)params進(jìn)行初始化

• params = tag_next (params);?
• //#define tag_next(t) ((struct tag *)((u32 *)(t) + (t)->hdr.size)),把params移動(dòng)sizeof(tag_core)大小繼續(xù)賦值

二、傳遞內(nèi)存參數(shù)，setup_memory_tags函數(shù)

• 把內(nèi)存每個(gè)bank的信息放到這里：第一個(gè)扇區(qū)的起始地址和大小，第二個(gè)扇區(qū)的起始地址和大小……

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三、傳遞命令行參數(shù)，setup_commandline_tag函數(shù)

• commandline是一個(gè)char *類型，指向環(huán)境變量中的bootargs的值，即：
• #define CONFIG_BOOTARGS ?"root=/dev/mtdblock4 rootfstype=yaffs2 init=/init console=ttySAC0,115200"

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四、setup_end_tag (bd)：結(jié)束傳參

-----------------------------------------uboot給內(nèi)核傳參結(jié)束-----------------------------------------------

?7、uboot中最后一句代碼

• 通過執(zhí)行thekernel函數(shù)直接啟動(dòng)linux內(nèi)核，傳遞三個(gè)參數(shù)：0、machid、傳參的首地址；
• 這三個(gè)參數(shù)是通過r0、r1、r2三個(gè)寄存器來傳遞，r0傳遞0、r1傳遞machid、r2傳遞傳參的首地址。
• 這樣就把內(nèi)核啟動(dòng)起來了。

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創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的uboot源码——内核启动分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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