分析U-Boot是如何启动内核的

文章由LinuxBoy分享于2019-03-31 09:03:31热评（452）

分析U-Boot是如何启动内核的

1.uboot启动内核的代码缩减如下：
s = getenv ("bootcmd");
debug ("### main_loop: bootcmd=\"%s\"\n", s ? s : "<UNDEFINED>");
if (bootdelay >= 0 && s && !abortboot (bootdelay))
{
        run_command (s, 0);
}

2.假设bootcmd = nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0
<1> nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel;
从nand读出内核：从哪里读？   从kernel分区
        放到哪里去？-0x30007FC0

下面讲解什么是分区：
就是将nand划分为几个区域，一般如下：
bootloader-》params-》kernel-》root

这些分区的划分是在/include/configs/mini2440.h中写死的：
#define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=nandflash0:250k@0(bootloader)," \
           "128k(params)," \
           "5m(kernel)," \
           "-(root)"
注:@0表示从0地址开始，250k的bootloader分区可能对某些uboot不够用，这里只是举例而已。
将上面的信息换算成十六进制：
#    name             大小        在nand上的起始地址
0    bootloader     0x00040000        0x00000000
1    params        0x00020000              0x00040000
2    kernel        0x00200000        0x00060000
3    root        0xfda00000        0x00260000

那么上面的nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel就等价于：
nand read.jffs2 0x30007FC0 0x00060000 0x00200000
注：这里的read.jffs2并不是指定要什么特定的格式，而是用read.jffs2不需要块/页对齐,所以这个kernel的分区大小可以
随意定。

<2> bootm 0x30007FC0
关键函数do_bootm()

flash上存的内核：uImage
uImage = 头部+真正的内核

头部的定义如下：
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;
我们需要关心的是：
    uint32_t    ih_load;    /* Data     Load  Address        */
    uint32_t    ih_ep;        /* Entry Point Address        */
ih_load是加载地址，即内核运行是应该位于的地方
ih_ep是入口地址，即内核的入口地址

这与uboot是类似的，uboot的加载地址是TEXT_BASE = 0x33F80000；入口地址是start.S中的_start。

其实我们把内核中nand读出来的时候是可以放在内核的任何地方的，如0x31000000，0x32000000等等，只要它不破坏uboot所占用的内存空间就可以了，如下图：
从0x33F4DF74-0x30000000都是可以用的。

那么为什么既然设定好了加载地址和入口地址内核还能随意放呢？
那是因为uImage有一个头部！头部里有加载地址和入口地址，当我们用bootm xxx的时候，
do_bootm这个函数会先去读uImage的头部以获取该uImage的加载地址和入口地址，当发现该uImage目前所处的内存地址不等于它的加载地址时，该函数会将该uImage移动到它的加载地址上，在代码中体现如下：
case IH_COMP_NONE:：
if (load != image_start)
{
        memmove_wd ((void *)load, (void *)image_start, image_len, CHUNKSZ);
}
另外，当我们的内核正好处于头部指定的加载地址的话，那么就不用uboot的do_bootm函数来帮我们搬运内核了，这样可以节省启动时间。这就是为什么我们一般都下载uImage到
0x30007FC0的原因了！

我们所用的内核加载地址是0x30008000，而头部的大小为64个字节，所以将内核拷贝到0x30007FC0时，再加载头部的64个字节，内核正好位于0x30008000处！

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